JPH0756508B2 - 磁気検出器 - Google Patents
磁気検出器Info
- Publication number
- JPH0756508B2 JPH0756508B2 JP59192943A JP19294384A JPH0756508B2 JP H0756508 B2 JPH0756508 B2 JP H0756508B2 JP 59192943 A JP59192943 A JP 59192943A JP 19294384 A JP19294384 A JP 19294384A JP H0756508 B2 JPH0756508 B2 JP H0756508B2
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- Japan
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- zigzag
- pattern
- magnetization
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気抵抗効果を利用した磁気検出器に係り、
特にその検出出力を大きくするための構成に関する。
特にその検出出力を大きくするための構成に関する。
第５図は従来の磁気検出器のパターン構成を示す平面
図、第６図は同磁気検出器の断面図である。
図、第６図は同磁気検出器の断面図である。
Siなどの基板１上に形成されたSiO2などの酸化膜から成
る絶縁層２の上に、パーマロイ（Fe−Ni）等の磁性薄帯
３が付着形成されている。この磁性薄帯３は、通常のリ
ソグラフィー技術を用いて、第５図のようなつづら折り
のパターン3pに形成される。この後磁性薄帯３の長手方
向に一軸磁気異方性を付与させるために、磁界中で熱処
理が行なわれる。次にTiやCr等から成る密着層４とAuの
導電性薄帯５を、一定間隔で斜めに付着形成すること
で、いわゆるバーバーポール（barberpole）状のパター
ンが形成される。この際外部と導通をはかるためのリー
ドパターン７も同時に作製される。最後に半田またはボ
ンディングにより、リードフレームに固定し、保護樹脂
６で樹脂封止することにより、磁気検出器が完成する。
る絶縁層２の上に、パーマロイ（Fe−Ni）等の磁性薄帯
３が付着形成されている。この磁性薄帯３は、通常のリ
ソグラフィー技術を用いて、第５図のようなつづら折り
のパターン3pに形成される。この後磁性薄帯３の長手方
向に一軸磁気異方性を付与させるために、磁界中で熱処
理が行なわれる。次にTiやCr等から成る密着層４とAuの
導電性薄帯５を、一定間隔で斜めに付着形成すること
で、いわゆるバーバーポール（barberpole）状のパター
ンが形成される。この際外部と導通をはかるためのリー
ドパターン７も同時に作製される。最後に半田またはボ
ンディングにより、リードフレームに固定し、保護樹脂
６で樹脂封止することにより、磁気検出器が完成する。
このような磁気検出器において、磁化の方向はＭで示さ
れるように、つづら折りのパターンの平行になっている
が、これと直角方向に外部磁界Hexをかけると、最初パ
ターンと平行になっていた磁化Ｍが、外部磁界Hexの増
大にもとなって次第に傾き、強い磁界をかけると最終的
には、外部磁界Hexと同じ向きの磁化Hsとなる。
れるように、つづら折りのパターンの平行になっている
が、これと直角方向に外部磁界Hexをかけると、最初パ
ターンと平行になっていた磁化Ｍが、外部磁界Hexの増
大にもとなって次第に傾き、強い磁界をかけると最終的
には、外部磁界Hexと同じ向きの磁化Hsとなる。
第７図はこのときの磁化の方向Ｍと磁気抵抗効果との関
係を示す図で、（イ）のようにつづら折りパターンに流
れる電流ｉに対し、外部磁界Hexによる磁化の方向Ｍの
成す角度θが、（ロ）のように０度からπ/4→π/2→π
3/4→π…と増大すると、磁化の方向Ｍと電流ｉの成す
角度θが、０度と180度すなわち互いに平行となる状態
で磁気抵抗効果は最大の値を示す。90度のところすなわ
ち互いに直角に成す状態で最小の磁気抵抗効果となる。
そして中間の45度、135度、225度、315度のところで最
も直線性が良く、外部磁界Hexに対し出力が直線的に変
化する。
係を示す図で、（イ）のようにつづら折りパターンに流
れる電流ｉに対し、外部磁界Hexによる磁化の方向Ｍの
成す角度θが、（ロ）のように０度からπ/4→π/2→π
3/4→π…と増大すると、磁化の方向Ｍと電流ｉの成す
角度θが、０度と180度すなわち互いに平行となる状態
で磁気抵抗効果は最大の値を示す。90度のところすなわ
ち互いに直角に成す状態で最小の磁気抵抗効果となる。
そして中間の45度、135度、225度、315度のところで最
も直線性が良く、外部磁界Hexに対し出力が直線的に変
化する。
そのために、第５図のように導電性薄帯５を45度に傾
け、磁性薄帯３において電流が最短距離を流れるには、
矢印で示すように、磁化の方向Ｍに対し45度の角度で流
れるようにしている。したがって最も直線性の良い個所
で、外部磁界Hexの変化に対し正確に出力させることが
できる。
け、磁性薄帯３において電流が最短距離を流れるには、
矢印で示すように、磁化の方向Ｍに対し45度の角度で流
れるようにしている。したがって最も直線性の良い個所
で、外部磁界Hexの変化に対し正確に出力させることが
できる。
ところがこのようにつづら折りの磁性薄帯３上に約45度
傾けて導電性薄帯５を配置して成る従来の検出器では、
第５図に示すように導電性薄帯５が形成された部分Paと
形成されていない戻りの部分Pbが交互に接続された構成
になっている。
傾けて導電性薄帯５を配置して成る従来の検出器では、
第５図に示すように導電性薄帯５が形成された部分Paと
形成されていない戻りの部分Pbが交互に接続された構成
になっている。
この構成では、戻りの部分Pbが測定磁界と出力の直線性
を悪くする欠点があった。
を悪くする欠点があった。
一方、特開昭57−107088号公報に記載のように、強磁性
膜と絶縁層を交互に積層し、両端で強磁性膜を交互に接
続することで、断面構造がつづら折り状となるようにし
た積層構造の磁気抵抗効果素子や、特開昭59−9987号公
報に記載のように、基板面に凹凸を形成し、その上に磁
気抵抗効果を有する膜を形成するなどの手法も提案され
ているが、強磁性膜が積層されたり凹凸になっている
と、歪みによって特性が劣化するなどの恐れがある。
膜と絶縁層を交互に積層し、両端で強磁性膜を交互に接
続することで、断面構造がつづら折り状となるようにし
た積層構造の磁気抵抗効果素子や、特開昭59−9987号公
報に記載のように、基板面に凹凸を形成し、その上に磁
気抵抗効果を有する膜を形成するなどの手法も提案され
ているが、強磁性膜が積層されたり凹凸になっている
と、歪みによって特性が劣化するなどの恐れがある。
本発明の技術的課題は、従来の磁気検出器におけるこの
ような問題を解消し、つづら折りの総ての磁性薄帯上に
導電性薄帯を形成可能にすることにより、検出出力を高
め効率の良い磁気検出器を実現すると共に、歪みによっ
て特性が劣化する恐れがなく、しかも容易に製造可能と
することにある。
ような問題を解消し、つづら折りの総ての磁性薄帯上に
導電性薄帯を形成可能にすることにより、検出出力を高
め効率の良い磁気検出器を実現すると共に、歪みによっ
て特性が劣化する恐れがなく、しかも容易に製造可能と
することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 この問題点を解決するために講じた本発明による技術的
手段は、長手方向に一軸磁気異方性を有する磁性薄帯上
に導電性薄帯を一定間隔に配設し、磁気抵抗効果で磁気
を検出する磁気検出器であって、 前記の磁性薄帯が平らな面内に形成されており、しかも
予め同一方向に内部磁性が揃えられていること、 内部磁化の方向と流れる電流が約π/4（または7/4π）
の角度を成すように導電性薄帯が斜めに配置された部分
と、約5/4π（または3/4π）を成すように斜めに配置さ
れた部分とが、折り返えしによってつづら折り状に交互
に接続されていること、 前記のつづら折り状パターンの各折り返し部分が、直角
に２度曲げることで形成されていること、 を特徴とする構成を採っている。
手段は、長手方向に一軸磁気異方性を有する磁性薄帯上
に導電性薄帯を一定間隔に配設し、磁気抵抗効果で磁気
を検出する磁気検出器であって、 前記の磁性薄帯が平らな面内に形成されており、しかも
予め同一方向に内部磁性が揃えられていること、 内部磁化の方向と流れる電流が約π/4（または7/4π）
の角度を成すように導電性薄帯が斜めに配置された部分
と、約5/4π（または3/4π）を成すように斜めに配置さ
れた部分とが、折り返えしによってつづら折り状に交互
に接続されていること、 前記のつづら折り状パターンの各折り返し部分が、直角
に２度曲げることで形成されていること、 を特徴とする構成を採っている。
本発明においても、つづら折り状パターンの往路におい
て、磁気抵抗効果による磁気検出作用が行なわれる点
は、従来と同じであるが、このほかに本発明では、つづ
ら折りパターンの帰路においても、往路と同様に導電性
薄帯が斜めに配設されて成るバーバーポール状のパター
ンが設けられており、磁気検出作用が行なわれる。そし
て往復両方における磁気検出出力が重畳されるように形
成されているので、従来に比べて高い出力が得られる。
て、磁気抵抗効果による磁気検出作用が行なわれる点
は、従来と同じであるが、このほかに本発明では、つづ
ら折りパターンの帰路においても、往路と同様に導電性
薄帯が斜めに配設されて成るバーバーポール状のパター
ンが設けられており、磁気検出作用が行なわれる。そし
て往復両方における磁気検出出力が重畳されるように形
成されているので、従来に比べて高い出力が得られる。
また、磁性薄帯が平らな面内に形成されており、つづら
折り状パターンの各折り返し部分も、同一面内において
直角に２度曲げることで形成されているため、製造が容
易であり、歪みによる特性劣化の恐れもない。
折り状パターンの各折り返し部分も、同一面内において
直角に２度曲げることで形成されているため、製造が容
易であり、歪みによる特性劣化の恐れもない。
次に本発明による磁気検出器が実際上どのように具体化
されるかを実施例で説明する。第１図は本発明による磁
気検出器のパターン構成を示す平面図である。磁気検出
器の断面構成は従来のものと同じで、第６図と同様な層
構成になっている。本発明のパターン構成は、第１図の
ようにつづら折りの磁性薄帯３上における斜めの導電性
薄帯５が、つづら折りパターンの往路Paのみでなく、帰
路Pbにも同じ傾きで設けられ、つづら折りの平行部の総
てにバーバーポール状のパターンが形成されている。
されるかを実施例で説明する。第１図は本発明による磁
気検出器のパターン構成を示す平面図である。磁気検出
器の断面構成は従来のものと同じで、第６図と同様な層
構成になっている。本発明のパターン構成は、第１図の
ようにつづら折りの磁性薄帯３上における斜めの導電性
薄帯５が、つづら折りパターンの往路Paのみでなく、帰
路Pbにも同じ傾きで設けられ、つづら折りの平行部の総
てにバーバーポール状のパターンが形成されている。
即ち本発明は、つづら折りの磁性薄帯３に平行に付与さ
れた磁化Ｍの方向の導電性薄帯５を流れる電流ｉが成す
角（θ１）が、π/4＋ｎπ（または7/4π−ｎπ）（ｎ
＝０、１）であれば、磁気抵抗ρが同じ関係にある事に
着目し、出力を増大させるようにしたものである。
れた磁化Ｍの方向の導電性薄帯５を流れる電流ｉが成す
角（θ１）が、π/4＋ｎπ（または7/4π−ｎπ）（ｎ
＝０、１）であれば、磁気抵抗ρが同じ関係にある事に
着目し、出力を増大させるようにしたものである。
いま第２図（イ）に示すように、一軸磁気異方性を有す
る磁性薄帯３に直角に面内磁界Hexを加えることによ
り、磁化Ｍが容易軸からθ１回転したとすると、 で表される。ここでHsは、磁化を飽和させるために要す
る磁界である。第２図（イ）より電流ｉと磁化Ｍの成す
角θは、 となるので、 磁気抵抗ρ（＝ρ⊥＋Δρｍ（１−sin2θ） …（２） （ρ 、ρ⊥：電流ｉに平行に磁化Ｍを飽和させた時の
抵抗値および垂直に磁化した時の抵抗値Δρｍ＝ρ −
ρ⊥）は、 で表される。
る磁性薄帯３に直角に面内磁界Hexを加えることによ
り、磁化Ｍが容易軸からθ１回転したとすると、 で表される。ここでHsは、磁化を飽和させるために要す
る磁界である。第２図（イ）より電流ｉと磁化Ｍの成す
角θは、 となるので、 磁気抵抗ρ（＝ρ⊥＋Δρｍ（１−sin2θ） …（２） （ρ 、ρ⊥：電流ｉに平行に磁化Ｍを飽和させた時の
抵抗値および垂直に磁化した時の抵抗値Δρｍ＝ρ −
ρ⊥）は、 で表される。
ここで であっても、（２）式は、（３）式に変換される。
したがって電流ｉと磁化Ｍの成す角が（１）または
（４）の関係にあれば、磁気抵抗ρは同じ値を示すこと
がわかる。
（４）の関係にあれば、磁気抵抗ρは同じ値を示すこと
がわかる。
同様の関係は、 の場合すなわち第２図（ロ）および第３図のような負素
子についても成り立つ。
子についても成り立つ。
第１図および第２図（イ）の実施例は、磁化Ｍの方向に
対し電流がπ/4および5/4πの方向に流れる場合の例で
あるが、前記の式から明らかなように、第２図（ロ）お
よび第３図のような、7/4πおよび3/4πの方向に流れる
場合でも同様な効果を奏することは明白である。
対し電流がπ/4および5/4πの方向に流れる場合の例で
あるが、前記の式から明らかなように、第２図（ロ）お
よび第３図のような、7/4πおよび3/4πの方向に流れる
場合でも同様な効果を奏することは明白である。
以上のようにつづら折り状の往復両方に導電性薄帯を斜
めに配設した磁気検出素子を利用し、第４図のように、
素子をブリッジに組んで、両出力端子間の電位差を測定
することで、高感度の磁気検出器を実現できる。
めに配設した磁気検出素子を利用し、第４図のように、
素子をブリッジに組んで、両出力端子間の電位差を測定
することで、高感度の磁気検出器を実現できる。
このように本発明の方式により構成した検出器では、つ
づら折り状磁性薄帯の帰路においても、磁気抵抗効果に
よる磁気検出作用が行なわれるため、出力電圧を従来よ
り高くすることが出来る上、直線性も改善され、その効
果は極めて大きい。また、磁性薄帯が平らな面内に形成
されており、各つづら折り状導電性薄帯の各折り返し部
分は、同一面内において直角に２度曲げることで形成さ
れているため、製造が容易であり、歪みによる特性劣化
の恐れもない。
づら折り状磁性薄帯の帰路においても、磁気抵抗効果に
よる磁気検出作用が行なわれるため、出力電圧を従来よ
り高くすることが出来る上、直線性も改善され、その効
果は極めて大きい。また、磁性薄帯が平らな面内に形成
されており、各つづら折り状導電性薄帯の各折り返し部
分は、同一面内において直角に２度曲げることで形成さ
れているため、製造が容易であり、歪みによる特性劣化
の恐れもない。
第１図は本発明による磁気検出器の実施例を示す平面
図、第２図は素子の特性を示す図、第３図は他の実施例
を示す平面図、第４図は本発明の磁気検出器を利用した
磁気検出装置の回路図、第５図は従来の磁気検出器の平
面図、第６図はその断面図、第７図は磁気検出作用を示
す図である。 図において、３は磁性薄帯、５は導電性薄帯、Paはつづ
ら折り状パターンの往路、Pbはつづら折り状パターンの
帰路をそれぞれ示す。
図、第２図は素子の特性を示す図、第３図は他の実施例
を示す平面図、第４図は本発明の磁気検出器を利用した
磁気検出装置の回路図、第５図は従来の磁気検出器の平
面図、第６図はその断面図、第７図は磁気検出作用を示
す図である。 図において、３は磁性薄帯、５は導電性薄帯、Paはつづ
ら折り状パターンの往路、Pbはつづら折り状パターンの
帰路をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【請求項１】長手方向に一軸磁気異方性を有する磁性薄
帯上に導電性薄帯を一定間隔に配設し、磁気抵抗効果で
磁気を検出する磁気検出器であって、 前記の磁性薄帯が平らな面内に形成されており、しかも
予め同一方向に内部磁化が揃えられていること、 内部磁化の方向と流れる電流が約π/4（または7/4π）
の角度を成すように導電性薄帯が斜めに配置された部分
と、約5/4π（または3/4π）を成すように斜めに配置さ
れた部分とが、折り返えしによってつづら折り状に交互
に接続されていること、 前記のつづら折り状パターンの各折り返し部分が、直角
に２度曲げることで形成されていること、 を特徴とする磁気検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192943A JPH0756508B2 (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 磁気検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192943A JPH0756508B2 (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 磁気検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170478A JPS6170478A (ja) | 1986-04-11 |
| JPH0756508B2 true JPH0756508B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=16299587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59192943A Expired - Lifetime JPH0756508B2 (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 磁気検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756508B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9329213B2 (en) | 2011-02-01 | 2016-05-03 | Sirc Co., Ltd. | Power measuring apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57107088A (en) * | 1980-12-25 | 1982-07-03 | Fujitsu Ltd | Magnetoresistive element and manufacture therefor |
| JPS584992A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-12 | Hitachi Ltd | 磁気電気変換素子 |
| JPS599987A (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果素子 |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP59192943A patent/JPH0756508B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6170478A (ja) | 1986-04-11 |
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