JPH11325960A - 磁気検出素子とその製造方法および磁気検出装置 - Google Patents

磁気検出素子とその製造方法および磁気検出装置

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JPH11325960A
JPH11325960A JP10132257A JP13225798A JPH11325960A JP H11325960 A JPH11325960 A JP H11325960A JP 10132257 A JP10132257 A JP 10132257A JP 13225798 A JP13225798 A JP 13225798A JP H11325960 A JPH11325960 A JP H11325960A
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resistor
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integrated circuit
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Izuru Shinjo
出 新條
Masahiro Yokoya
昌広 横谷
Yasuyoshi Hatazawa
康善 畑澤
Takuji Nada
拓嗣 名田
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に抵抗器およびコンデンサを半田付けし
ており、作業に時間がかかるため、磁気検出装置の生産
効率が低く、製造コストが嵩んでいた。抵抗器およびコ
ンデンサを組付けるための設置スペースが基板上に必要
となるため、磁気検出素子の小型化が困難であった。 【解決手段】 基板上に形成され、磁界の変化を検出す
る巨大磁気抵抗素子と、基板上に形成され、磁界の変化
に基づいて所定の演算処理を行う集積回路と、集積回路
の入力側および出力側にそれぞれ設けられた入力側保護
抵抗器および出力側保護抵抗器とを備えてなり、入力側
抵抗器および出力側抵抗器を、集積回路を形成するため
の金属膜と同一の金属膜で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば歯車状磁
性回転体の回転数を検出する磁気検出装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図26は、従来の磁気検出装置の要部を
拡大して示す図である。図27および図28は、従来の
磁気検出装置の内部構造を概略的に示す側断面図および
底面図である。なお、図28の底面図は、図27におけ
る磁気検出装置のケースを取り外した状態を示すもので
ある。図26に示すように、従来の磁気検出装置は、磁
気検出装置本体1と、磁気検出装置本体1に連結された
コネクタ2とを備えている。
【0003】図27に示すように、磁気検出装置本体1
は、円筒形状の合成樹脂製のケース3と、ケース3内に
収納された電気回路本体4と、電気回路本体4の先端部
(図27中左側)に設けられた直方体形状の永久磁石5
と、この永久磁石5の前面に設けられ、巨大磁気抵抗素
子(以下、GMR素子と称す)が内蔵された磁気検出素
子6とを備えている。また、図28に示すように、電気
回路本体4は、合成樹脂性の基板7と、この基板7に設
けられた抵抗器8およびコンデンサ9と、抵抗器8、コ
ンデンサ9および磁気検出素子6を電気的に接続する配
線10とを備えている。
【0004】上記磁気検出装置では、磁気検出素子に接
近して設けられた歯車状の磁性回転体11の回転によ
り、磁気検出素子6には、磁性回転体11の凹部12と
凸部13とが交互に接近し、そのため磁気検出素子6に
印加される永久磁石5の磁界が変化する。この磁界の変
化は、磁気検出素子6の内部のGMR素子(図示せず)
により電圧の変化として検出される。このようにGMR
素子に発生した電圧の変化は、磁気検出素子6内の差動
増幅回路、比較回路を経てパルス波の電気信号として外
部に出力される。この電気信号は、コネクタ2の端子を
介してコンピュータユニット(図示せず)に伝送され、
磁性回転体11の回転角度が検出される。なお、抵抗器
8およびコンデンサ9によりフィルタ回路が構成され、
このフィルタ回路により外来サージを含む外来ノイズが
磁気検出素子6内に侵入するのを防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気検出素子で
は、基板7に抵抗器8およびコンデンサ9を半田により
固着しており、その作業に時間がかかるため、磁気検出
装置の生産効率が低く、また製造コストが嵩むという課
題があった。また、抵抗器8およびコンデンサ9を組付
けるための設置スペースが基板7に必要となるため、磁
気検出素子および磁気検出装置全体のサイズが大きくな
るという課題もあった。
【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、生産効率を向上させると共
に、製造コストの低減を図り、さらに、小型化を図った
磁気検出素子、その製造方法および磁気検出装置を提供
することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の磁気検出素子
は、基板上に形成され、磁界の変化を検出する巨大磁気
抵抗素子と、基板上に形成され、巨大磁気抵抗素子によ
って検出される磁界の変化に基づいて、所定の演算処理
を行う集積回路と、集積回路の入力側および出力側にそ
れぞれ設けられた入力側保護抵抗器および出力側保護抵
抗器とを備えてなり、入力側抵抗器および出力側抵抗器
を、集積回路を形成するための金属膜と同一の金属膜で
構成したことを特徴とする。
【0008】また、この発明の他の磁気検出素子は、基
板上に形成され、巨大磁気抵抗素子によって検出される
磁界の変化に基づいて、所定の演算処理を行う集積回路
と、集積回路上に形成され、平滑な表面を有する段差緩
衝層と、巨大磁気抵抗素子と共に段差緩衝層上に形成さ
れ、集積回路の入力側および出力側にそれぞれ接続され
る入力側保護抵抗器および出力側保護抵抗器と、入力側
保護抵抗器および出力側保護抵抗器と、集積回路とを接
続する配線とを備えてなり、入力側抵抗器および出力側
抵抗器と、配線を形成するための金属膜とを同一の金属
膜から作製されていることを特徴とする。
【0009】また、上記金属膜は、抵抗率が2×10-6
Ω・cm以上の材料を用いたことを特徴とする。
【0010】また、上記金属膜として、特にアルミを主
な材料とした金属膜を用いることを特徴とする。
【0011】また、上記金属膜により形成される入力側
抵抗器および出力側抵抗器の幅を10〜20μmとした
ことを特徴とする。
【0012】また、上記金属膜により形成される入力側
抵抗器および出力側抵抗器の厚さを1〜2μmとしたこ
とを特徴とする。
【0013】また、上記入力側抵抗器および上記出力側
抵抗器を基板上に形成したことを特徴とする。
【0014】この発明の磁気検出装置は、外周に沿って
凹凸を有し、回転軸を中心に回転する磁性回転体と、磁
性回転体の外周に対向するように配設される磁石と、磁
石の上記磁性回転体の外周に対向する面に付設される上
記磁気検出素子とを備えてなり、磁気検出素子は、磁性
回転体の回転に伴う上記磁性回転体と上記磁石との間の
磁界の変化を検出し、当該検出結果に基づき上記磁性回
転体の回転量を検出する。
【0015】この発明の磁気検出素子の製造方法は、基
板上に形成した金属膜から、巨大磁気抵抗素子の出力を
処理する集積回路と、集積回路の入力側および出力側に
接続される入力側抵抗器および出力側抵抗とを形成する
ことを特徴とする。
【0016】また、上記入力側抵抗器および上記出力側
抵抗器を形成する工程と、入力側抵抗器および出力側抵
抗器と集積回路を接続する配線を形成する工程とを同一
工程で行うことを特徴とする。
【0017】この発明の他の磁気検出素子の製造方法
は、表面に段差のある集積回路上に、表面の平滑な段差
緩衝層を形成する工程と、段差緩衝層上に巨大磁気検出
素子および集積回路を接続する配線と、集積回路の入力
側抵抗器および出力側抵抗器とを同時に形成する工程と
を備えることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1および図2
は、この発明の磁気検出装置の内部構造を概略的に示す
側面図および底面図である。なお、図2に示す磁気検出
装置は、図1に示すケース3を取り外した磁気検出装置
を示す底面図である。また、従来の技術と同一あるいは
相当する部分には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。磁気検出装置15は、磁気検出装置本体16と、こ
の磁気検出装置本体16に連結されたコネクタ2とを有
している。磁気検出装置本体16は、円筒形状の合成樹
脂製のケース3、電気回路本体17、永久磁石5および
磁気検出を行うための磁気検出素子19を備える。ケー
ス3内に収納された電気回路本体17は、合成樹脂製の
基板18にコンデンサ9を配設し、コネクタ2の端子、
コンデンサ9および磁気検出素子19を配線20で接続
したものである。永久磁石5は、電気回路本体17の先
端部に設けられており、また、磁気検出素子19は、永
久磁石5の前面に設けられており、巨大磁気抵抗素子
(以下、GMR素子と称す)を内蔵している。
【0019】図3は磁気検出装置の回路図であり、図4
は磁気検出素子の構成を概念的に示す図である。図3に
おいて、ブリッジ回路状に配設された検出抵抗器R1、
R2、R3およびR4を備える磁気検出部21は、配線
22を介して、図示しない差動増幅回路および比較回路
を含む集積回路23に接続されている。なお、検出抵抗
器R1、R2、R3およびR4としては、巨大磁気検出
素子であるGMR素子を用いる。第1のフィルタ回路と
しての入力側フィルタ回路24は、電源側に配設される
抵抗器R5と、基板18上に搭載される電源側のコンデ
ンサ9とから構成される。また、第2のフィルタ回路と
しての出力側フィルタ回路25は、出力側抵抗器R6
と、基板18上に搭載されるコンデンサ9とから構成さ
れる。なお、集積回路23へのノイズ侵入を防止するた
めの入力側フィルタ回路24は、コンデンサ9のみで構
成してもよい。
【0020】図4に示す磁気検出素子の電源側抵抗器R
5および出力側抵抗器R6は、共にアルミ製の金属膜を
写真製版技術等によりパターニングすることにより作製
されるものである。図4に示すように、磁気検出素子の
左半面にスパッタ法で形成された保護膜26の下には、
集積回路23が作製されている。抵抗器R5およびR6
は、図4に示す保護膜26の左半面の下に形成された集
積回路23を作製するために下地層(図示せず)上に成
膜されたアルミ膜(図4中左半面に形成されたもの)と
同一工程で形成された同一のアルミ膜である。すなわ
ち、入力側抵抗器R5および出力側抵抗器R6は、図4
中左半面に形成されたアルミ膜と同時に同一工程で右半
面に形成された金属膜としてのアルミ膜を、写真製版技
術等によりパターニングすることにより作製されるもの
である。なお、集積回路23は、図示しない差動増幅回
路および比較回路などから構成される。
【0021】アルミの抵抗率は、2.8×10-6Ω・c
m程度と比較的大きいため、抵抗器R5およびR6の面
積を小さくできる。アルミの抵抗値は、銅の抵抗値の約
2倍であるため、銅製の部材で抵抗器を構成する場合の
約半分の面積で、同一の抵抗値を得ることができる。ま
た、一般的に電源側の抵抗器R5の抵抗値は200Ω前
後であり、この抵抗値を保ちながら配線の面積を小さく
するためには、抵抗器R5およびR6を構成するアルミ
抵抗線の幅を狭くすると共に、厚さを薄くすればよい。
【0022】しかしながら、アルミ抵抗線の幅を極端に
狭くするとエレクトロマイグレーションの問題が生じ、
厚さを極端に薄くすればアルミ配線が断線しやすくなっ
てしまう。実験結果では、1〜2μm以上の厚さがあれ
ば断線が生じないことが確認できている。また、アルミ
抵抗線の幅1μm当りの電流値が1mA以下であれば、
エレクトロマイグレーションが発生しないことが確認で
きている。一般的に、磁気検出装置の消費電流は10〜
20mAに抑えられることが多いので、アルミ抵抗線の
幅は10〜20μmが適当である。例えば、アルミ抵抗
線の幅を15μm、厚さを1.5μmとして200Ωの
抵抗を作製する場合、図4に示すような入力側抵抗器R
5および出力側抵抗器R6を構成するために必要なアル
ミ抵抗線の面積は、約4mm2となる。
【0023】このような磁気検出装置では、図26に示
した歯車形状の磁性回転体11の回転に伴い、磁性回転
体11の凹部12と凸部13とが交互に接近して、永久
磁石5と磁性回転体11との間の距離が変化することに
より、磁気検出素子19を貫く磁界が変化する。この磁
界の変化により、磁気検出素子19内部の検出抵抗器R
1、R2、R3およびR4の抵抗値が変化し、この結
果、ブリッジ回路の接続点A、B間の電圧が変化する。
接続点A、B間の電圧の変化は、集積回路23内の図示
しない差動増幅回路および比較回路を介して、出力側フ
ィルタ回路25に接続された集積回路23の端子からパ
ルス信号として出力される。このパルス信号は、出力側
フィルタ回路25およびコネクタ2の端子(図2参照)
を介して、図示しないコンピュータユニットに伝送さ
れ、コンピュータユニットは、伝送された信号に基づい
て、磁性回転体11の回転角度を検出する。
【0024】次に、この発明の磁気検出装置の製造方法
について説明する。図5ないし図10は、この発明の磁
気検出装置の磁気検出素子の製造工程の様子を概略的に
示す図である。図5に示す磁気検出素子19は、表面全
体が保護膜26に覆われた状態を示すものであり、左半
面の保護膜26の下には、アルミ膜をパターニングした
集積回路23が既に形成されており、左半面の保護膜2
6の下のアルミ膜は、検出抵抗器R1、R2、R3およ
びR4、電源側抵抗器R5、出力側抵抗器R6を形成す
る前のものである。なお、上述したように、左半面の集
積回路23を構成するアルミ膜と、右半面に形成された
アルミ膜とは、例えばスパッタ法等により、上述のよう
に予め同時に形成した同一の膜である。
【0025】図5の磁気検出素子19において、まず、
右半面の保護膜26を写真製版技術を用いて除去し、図
6に示すように金属膜としてのアルミ膜28を露出させ
る。次に、図7に示すように、写真製版技術を用いてア
ルミ膜28を所定の形状にパターニングする。この時、
ワイヤボンディング用のパッド29、電源側抵抗器R
5、出力側抵抗器R6、検出抵抗器R1、R2、R3お
よびR4と集積回路23を接続するための配線22が形
成される。その後、図8に示すように、磁気検出素子1
9の表面全体にGMR素子膜30を成膜する。さらに、
写真製版技術を用いて、図9に示すように、検出抵抗器
R1、R2、R3およびR4のみが残るようにGMR素
子膜30をパターニングする。そして最後に、図10に
示すように、磁気検出素子19の表面全体に保護膜31
を成膜し、さらに、写真製版技術を用いてワイヤボンデ
ィング用のパッド29を開口する。
【0026】以上説明したように、この発明の実施の形
態1の磁気検出装置によれば、磁気検出素子19の出力
信号を処理する集積回路23を保護する為の抵抗器R5
およびR6は、集積回路23を構成するための金属膜と
してのアルミ膜と同時に形成した同一の金属膜としての
アルミ膜28によって形成されているので、従来のよう
に、基板上に抵抗器を半田により固着する面倒な作業が
削減され、生産性が向上し、製作コストを低減させるこ
とができる。また、入力側抵抗器R5および出力側抵抗
器R6となるアルミ部材を、幅10〜20μm、厚さ1
〜2μmとしたので、エレクトロマイグレーションや断
線が生じにくく、信頼性の高い磁気検出装置を得ること
ができる。また、入力側抵抗器R5および出力側抵抗器
R6を小さな面積で構成できるので、磁気検出素子を小
型化できる。
【0027】実施の形態2.図11は、この発明の実施
の形態2に係る磁気検出装置の検知器を概略的に示す図
である。図11に示すように、実施の形態1に係る磁気
検出素子と比較して、磁気検出素子35は小さくなって
いる。図11に示す磁気検出素子35は、左半面に電源
側抵抗器R5と出力側抵抗器R6が形成されており、ま
た、実施の形態1の場合と同様に、磁気検出素子35の
左半面、すなわち、図11においては電源側抵抗器R5
と出力側抵抗器R6の下に、図示しない集積回路が形成
されている。なお、図11に示す磁気検出素子35は、
保護膜31を形成する前の状態を示すものである。ま
た、このように、電源側抵抗器R5と出力側抵抗器R6
が図示しない集積回路上に形成されること以外は、実施
の形態1の磁気検出素子と同一の構造を有するものであ
り、その説明を省略する。
【0028】次に、この発明の磁気検出装置の磁気検出
素子35の製造方法について説明する。図12ないし図
16は、この発明の実施の形態2に係る磁気検出装置の
磁気検出素子の製造工程を概略的に示す図である。図1
7は、図11に示す磁気検出素子のX−X断面を概念的
に示す図である。図12に示す磁気検出素子35は、G
MR素子から構成される検出抵抗器R1、R2、R3お
よびR4と、電源側抵抗器R5および出力側抵抗器R6
とを形成する前の状態を示す図であって、表面全体に保
護膜31が成膜されている。保護膜31の下には、左半
面に図示しない集積回路が既に形成されており、右半面
には、集積回路を構成する差動増幅回路および比較回路
など(図示せず)を形成するためのアルミ膜と同一のア
ルミ膜が同一工程で形成されている。なお、右半面に
は、上述のアルミ膜ではなく、保護膜31とは別に下地
層が形成されていてもよい。
【0029】まず、この状態の磁気検出素子35の表面
全体に例えばスパッタ法等により、GMR素子膜を成膜
する(この状態は図示しない)。次に、図13に示すよ
うに、GMR素子膜に写真製版技術を用いて、検出抵抗
器R1、R2、R3およびR4のみが残るようにパター
ニングする。その後、写真製版技術を用いて、図14に
示すように、検出抵抗器R1、R2、R3、R4、電源
側抵抗器R5および出力側抵抗器R6と、集積回路とを
電気的に接続させる孔部36を保護膜31に形成し、孔
部36からアルミパッド37を露出させる。そして、ア
ルミ膜を磁気検出素子35の表面全体に例えばスパッタ
法等により成膜し、図15に示す細線部のように写真製
版技術を用いてアルミ膜を所定の形状にパターニングす
る。この時、ワイヤボンディング用のパッド29、電源
側抵抗器R5、出力側抵抗器R6、検出抵抗器R1、R
2、R3およびR4と集積回路とを接続するための配線
22を作製する。即ち、入力側抵抗器R5および出力側
抵抗器R6を形成する工程と、入力側抵抗器R5および
出力側抵抗器R6と集積回路23を接続する配線22を
形成する工程を兼ねている。最後に、磁気検出素子35
の表面全体に保護膜を成膜した後、写真製版技術を用い
て、図16に示すように、ワイヤボンディング用のパッ
ド29を開口する。なお、このようにして作製された磁
気検出素子35の図11におけるX−X線断面は、図1
7に示すような構造となる。
【0030】以上説明したように、この発明の実施の形
態2の磁気検出装置によれば、磁気検出素子19の出力
信号を処理する集積回路上に、集積回路を保護するため
の電源側抵抗器R5および出力側抵抗器R6を作製した
ので、磁気検出素子を小型化することができると共に、
基板等を小さくしたので、磁気検出装置の低コスト化を
図ることができる。
【0031】実施の形態3.図18は、この発明の実施
の形態3に係る磁気検出素子の構成を概略的に示す図で
ある。図19は、図18に示す磁気検出素子のY−Y線
断面を示す図である。実施の形態2では、保護膜31上
に、検出抵抗器R1、R2、R3およびR4、電源側抵
抗器R5、出力側抵抗器R6を直接形成したが、保護膜
上にレジストやポリイミド、もしくはPVSQ等の樹脂
層を介して形成すればさらに信頼性を向上させることが
できる。保護膜31の下には局所的に集積回路23が存
在するため、保護膜31上には集積回路23による段差
が生じる。このような保護膜31上の段差は、配線22
や電源側抵抗R5、および出力側抵抗R6の断線を引き
起こすおそれがあるため好ましくないものである。従っ
て、実施の形態3では、保護膜31上に段差緩衝層とし
てのレジスト41をスピンコート法で塗布して、この段
差を小さくする。なお、レジストの代わりにポリイミ
ド、もしくはPVSQ等の樹脂層を用いても同様であ
る。
【0032】次に、この発明の磁気検出装置の磁気検出
素子40の製造方法について説明する。図20ないし図
25は、この発明の実施の形態3における磁気検出素子
の製造工程を概念的に示す図である。図20は、図19
における保護膜31を基板上の全体に形成した状態を示
す図である。このとき、検出抵抗器R1、R2、R3お
よびR4、電源側抵抗器R5、出力側抵抗器R6は、ま
だ形成されていない。保護膜31の下には、左半面に集
積回路23が形成されており、右側に集積回路23を形
成するために形成されたアルミ膜と同一のアルミ膜が同
一工程で形成されているか、あるいは図19に示す保護
膜31が除去されずに残された状態となっている。
【0033】次に、図21に示すように、図20に示す
保護膜31の全体に、レジスト41をスピンコート法に
より塗布する。そして、図22に示すように、レジスト
41の全体にGMR素子膜を成膜し(この状態は図示せ
ず)、さらに写真製版技術を用いて、検出抵抗器R1、
R2、R3およびR4のみが残るようにGMR素子膜を
パターニングする。このようにして、レジスト41上に
GMR素子からなる検出抵抗器R1ないしR4を形成す
る。その後、写真製版技術を用いて、検出抵抗器R1、
R2、R3およびR4、電源側抵抗器R5、および出力
側抵抗器R6と、これらの下に形成されている集積回路
23との接続をとるために、該接続箇所のレジスト41
および保護膜31に孔部36を形成し、図23に示すよ
うに、アルミパッド37を露出させる。
【0034】その後、レジスト41および検出抵抗器R
1ないしR4の上にアルミ膜を成膜し(この状態図示せ
ず)、さらに写真製版技術を用いて、図24に示すよう
に所定の形状にパターニングする。この時、ワイヤボン
ディング用のパッド29、電源側抵抗器R5、出力側抵
抗器R6、検出抵抗器R1ないしR4と、集積回路23
とを接続するための配線22を形成する。最後に、図2
5に示すように、図24に示す素子の全体に保護膜42
を成膜した後、写真製版技術を用いて孔部を形成すると
共に、ワイヤボンディング用のパッド29を形成する。
【0035】以上のように、この発明の実施の形態3で
は、電源側抵抗器R5および出力側抵抗器R6を集積回
路に積層して形成しているので、磁気検出素子を小型化
することができ、製造コストを低減することができる。
【0036】実施の形態4.実施の形態1〜3では、G
MR素子を用いた磁気検出装置を例に挙げて説明してき
たが、ホール素子や磁気抵抗素子を用いた他の磁気検出
装置においても適用できることは言うまでもなく、さら
には、集積回路を有する磁気検出装置以外の装置におい
ても適用できる。
【0037】以上より、この発明の実施の形態4によれ
ば、ホール素子や磁気抵抗素子を用いた磁気検出装置
や、集積回路を有しない磁気検出装置にも本願発明を適
用することができるので、これらの装置においても装置
の小型化および製造コストの低減を図ることができる。
【0038】
【発明の効果】この発明の磁気検出素子は、基板上に形
成され、磁界の変化を検出する巨大磁気抵抗素子と、基
板上に形成され、巨大磁気抵抗素子によって検出される
磁界の変化に基づいて、所定の演算処理を行う集積回路
と、集積回路の入力側および出力側にそれぞれ設けられ
た入力側保護抵抗器および出力側保護抵抗器とを備えて
なり、入力側抵抗器および出力側抵抗器を、集積回路を
形成するための金属膜と同一の金属膜で構成したことを
特徴とするので、検出素子出力信号の集積回路を、基板
上に抵抗を半田により固着する面倒な作業が削減され、
生産性が向上し、製作コストを低減させることができる
とともに、磁気検出装置を小型化することができる。
【0039】また、この発明の他の磁気検出素子は、基
板上に形成され、巨大磁気抵抗素子によって検出される
磁界の変化に基づいて、所定の演算処理を行う集積回路
と、集積回路上に形成され、平滑な表面を有する段差緩
衝層と、巨大磁気抵抗素子と共に段差緩衝層上に形成さ
れ、集積回路の入力側および出力側にそれぞれ接続され
る入力側保護抵抗器および出力側保護抵抗器と、入力側
保護抵抗器および出力側保護抵抗器と、集積回路とを接
続する配線とを備えてなり、入力側抵抗器および出力側
抵抗器と、配線を形成するための金属膜とを同一の金属
膜から作製されていることを特徴とするので、検出素子
出力信号の集積回路を、基板上に抵抗を半田により固着
する面倒な作業が削減され、生産性が向上し、製作コス
トを低減させることができるとともに、磁気検出装置を
小型化することができる。
【0040】また、上記金属膜は、抵抗率が2×10-6
Ω・cm以上の材料を用いたことを特徴とするので、入
力側抵抗器および出力側抵抗器を小さな面積で構成する
ことができると共に、基板を小さくできるので、低コス
トで磁気検出素子を提供することができる。
【0041】また、上記金属膜として、特にアルミを主
な材料とした金属膜を用いることを特徴とするので、入
力側抵抗器および出力側抵抗器を小さな面積で構成する
ことができると共に、製作コストを低減することができ
る。
【0042】また、上記金属膜により形成される入力側
抵抗器および出力側抵抗器の幅を10〜20μmとした
ことを特徴とするので、小さな面積で構成することが可
能となるとともに、エレクトロマイグレーションに対す
る耐量が高く、断線しにくい、信頼性の高い磁気検出装
置を得ることができる。
【0043】また、上記金属膜により形成される入力側
抵抗器および出力側抵抗器の厚さを1〜2μmとしたこ
とを特徴とするので、小さな面積で構成することが可能
となるとともに、エレクトロマイグレーションに対する
耐量が高く、断線しにくい、信頼性の高い磁気検出装置
を得ることができる。
【0044】また、上記入力側抵抗器および上記出力側
抵抗器を基板上に形成したことを特徴とするので、入力
側抵抗器および出力側抵抗器と周辺の配線が断線しにく
く、信頼性の高い磁気検出装置を得ることができる。
【0045】この発明の磁気検出装置は、外周に沿って
凹凸を有し、回転軸を中心に回転する磁性回転体と、磁
性回転体の外周に対向するように配設される磁石と、磁
石の上記磁性回転体の外周に対向する面に付設される上
記磁気検出素子とを備えてなり、磁気検出素子は、磁性
回転体の回転に伴う上記磁性回転体と上記磁石との間の
磁界の変化を検出し、当該検出結果に基づき上記磁性回
転体の回転量を検出するので、検出精度が高い磁気検出
装置を低コストで提供することができる。
【0046】この発明の磁気検出素子の製造方法は、基
板上に形成した金属膜から、巨大磁気抵抗素子の出力を
処理する集積回路と、集積回路の入力側および出力側に
接続される入力側抵抗器および出力側抵抗とを形成する
ことを特徴とするので、入力側抵抗器および出力側抵抗
器を形成するための金属膜を別個に形成する工程が不要
となり、製造工程を簡略化するとともに、歩留りを向上
させることができる。
【0047】また、上記入力側抵抗器および上記出力側
抵抗器を形成する工程と、入力側抵抗器および出力側抵
抗器と集積回路を接続する配線を形成する工程とを同一
工程で行うことを特徴とするので、製造工程を簡略化す
ることができる。
【0048】この発明の他の磁気検出素子の製造方法
は、表面に段差のある集積回路上に、表面の平滑な段差
緩衝層を形成する工程と、段差緩衝層上に巨大磁気検出
素子および集積回路を接続する配線と、集積回路の入力
側抵抗器および出力側抵抗器とを同時に形成する工程と
を備えることを特徴とするので、配線が断線しにくくな
り、信頼性の高い磁気検出素子を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の磁気検出装置の側
断面図である。
【図2】 図1のケースを除いた状態での底面図であ
る。
【図3】 図1の磁気検出装置の電気回路図である。
【図4】 図1の磁気検出素子内部の集積回路の平面図
である。
【図5】 この発明の磁気検出装置の磁気検出素子の製
造工程の様子を概略的に示す図である。
【図6】 この発明の磁気検出装置の磁気検出素子の製
造工程の様子を概略的に示す図である。
【図7】 この発明の磁気検出装置の磁気検出素子の製
造工程の様子を概略的に示す図である。
【図8】 この発明の磁気検出装置の磁気検出素子の製
造工程の様子を概略的に示す図である。
【図9】 この発明の磁気検出装置の磁気検出素子の製
造工程の様子を概略的に示す図である。
【図10】 この発明の磁気検出装置の磁気検出素子の
製造工程の様子を概略的に示す図である。
【図11】 この発明の実施の形態2に係る磁気検出装
置の検知器を概略的に示す図である。
【図12】 この発明の実施の形態2に係る磁気検出装
置の磁気検出素子の製造工程を概略的に示す図である。
【図13】 この発明の実施の形態2に係る磁気検出装
置の磁気検出素子の製造工程を概略的に示す図である。
【図14】 この発明の実施の形態2に係る磁気検出装
置の磁気検出素子の製造工程を概略的に示す図である。
【図15】 この発明の実施の形態2に係る磁気検出装
置の磁気検出素子の製造工程を概略的に示す図である。
【図16】 この発明の実施の形態2に係る磁気検出装
置の磁気検出素子の製造工程を概略的に示す図である。
【図17】 図11に示す磁気検出素子のX−X断面を
概念的に示す図である。
【図18】 この発明の実施の形態3に係る磁気検出素
子の構成を概略的に示す図である。
【図19】 図18に示す磁気検出素子のY−Y線断面
を示す図である。
【図20】 この発明の実施の形態3における磁気検出
素子の製造工程を概念的に示す図である。
【図21】 この発明の実施の形態3における磁気検出
素子の製造工程を概念的に示す図である。
【図22】 この発明の実施の形態3における磁気検出
素子の製造工程を概念的に示す図である。
【図23】 この発明の実施の形態3における磁気検出
素子の製造工程を概念的に示す図である。
【図24】 この発明の実施の形態3における磁気検出
素子の製造工程を概念的に示す図である。
【図25】 この発明の実施の形態3における磁気検出
素子の製造工程を概念的に示す図である。
【図26】 従来の磁気検出装置の要部を拡大して示す
図である。
【図27】 従来の磁気検出装置の内部構造を概略的に
示す側断面図である。
【図28】 従来の磁気検出装置の内部構造を概略的に
示す底面図である。
【符号の説明】
11 磁性回転体、18 基板、19、35、40 磁
気検出素子、22 配線、23 集積回路、28 アル
ミ膜(金属膜)、41 レジスト(段差緩衝層)、R
1、R2、R3、R4 GMR素子(巨大磁気検出素
子)、R5 入力側抵抗器、R6 出力側抵抗器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名田 拓嗣 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成され、磁界の変化を検出す
    る巨大磁気抵抗素子と、 上記基板上に形成され、上記巨大磁気抵抗素子によって
    検出される磁界の変化に基づいて、所定の演算処理を行
    う集積回路と、 上記集積回路の入力側および出力側にそれぞれ設けられ
    た入力側保護抵抗器および出力側保護抵抗器とを備えて
    なり、 上記入力側抵抗器および出力側抵抗器を、上記集積回路
    を形成するための金属膜と同一の金属膜で構成したこと
    を特徴とする磁気検出素子。
  2. 【請求項2】 基板上に形成され、巨大磁気抵抗素子に
    よって検出される磁界の変化に基づいて、所定の演算処
    理を行う集積回路と、 上記集積回路上に形成され、平滑な表面を有する段差緩
    衝層と、 上記巨大磁気抵抗素子と共に上記段差緩衝層上に形成さ
    れ、上記集積回路の入力側および出力側にそれぞれ接続
    される入力側保護抵抗器および出力側保護抵抗器と、 上記入力側保護抵抗器および上記出力側保護抵抗器と、
    上記集積回路とを接続する配線とを備えてなり、 上記入力側抵抗器および出力側抵抗器と、上記配線を形
    成するための金属膜とを同一の金属膜から作製されてい
    ることを特徴とする磁気検出素子。
  3. 【請求項3】 上記金属膜は、抵抗率が2×10-6Ω・
    cm以上の材料を用いたことを特徴とする請求項1また
    は2に記載の磁気検出素子。
  4. 【請求項4】 上記金属膜として、特にアルミを主な材
    料とした金属膜を用いることを特徴とする請求項3に記
    載の磁気検出素子。
  5. 【請求項5】 上記金属膜により形成される上記入力側
    抵抗器および上記出力側抵抗器の幅を10〜20μmと
    したことを特徴とする請求項4に記載の磁気検出素子。
  6. 【請求項6】 上記金属膜により形成される上記入力側
    抵抗器および上記出力側抵抗器の厚さを1〜2μmとし
    たことを特徴とする請求項4に記載の磁気検出素子。
  7. 【請求項7】 上記入力側抵抗器および上記出力側抵抗
    器を上記基板上に形成したことを特徴とする請求項1に
    記載の磁気検出素子。
  8. 【請求項8】 外周に沿って凹凸を有し、回転軸を中心
    に回転する磁性回転体と、 上記磁性回転体の外周に対向するように配設される磁石
    と、 上記磁石の上記磁性回転体の外周に対向する面に付設さ
    れる請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の磁気検
    出素子とを備えてなり、 上記磁気検出素子は、上記磁性回転体の回転に伴う上記
    磁性回転体と上記磁石との間の磁界の変化を検出し、当
    該検出結果に基づき上記磁性回転体の回転量を検出する
    磁気検出装置。
  9. 【請求項9】 基板上に形成した金属膜から、巨大磁気
    抵抗素子の出力を処理する集積回路と、該集積回路の入
    力側および出力側に接続される入力側抵抗器および出力
    側抵抗とを形成することを特徴とする磁気検出素子の製
    造方法。
  10. 【請求項10】 上記入力側抵抗器および出力側抵抗器
    を形成する工程と、上記入力側抵抗器および出力側抵抗
    器と上記集積回路を接続する配線を形成する工程とを同
    一工程で行うことを特徴とする請求項9に記載の磁気検
    出素子の製造方法。
  11. 【請求項11】 表面に段差のある集積回路上に、表面
    の平滑な段差緩衝層を形成する工程と、 上記段差緩衝層上に巨大磁気検出素子および集積回路を
    接続する配線と、該集積回路の入力側抵抗器および出力
    側抵抗器とを同時に形成する工程とを備えることを特徴
    とする磁気検出素子の製造方法。
JP10132257A 1998-05-14 1998-05-14 磁気検出素子とその製造方法および磁気検出装置 Pending JPH11325960A (ja)

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US09/176,427 US6204662B1 (en) 1998-05-14 1998-10-21 Magnetic field sensing element with processing circuit and input and output side resistors formed from same metal film
DE19853659A DE19853659B4 (de) 1998-05-14 1998-11-20 Magnetfelderfassungsvorrichting und Magnetfelderfassungsgerät
KR1019980057180A KR100305043B1 (ko) 1998-05-14 1998-12-22 자기검출소자와그제조방법및자기검출장치

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006308573A (ja) * 2005-03-28 2006-11-09 Yamaha Corp 三軸磁気センサおよびその製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10007868B4 (de) * 2000-02-21 2010-02-18 Robert Bosch Gmbh Elektronische Steuerschaltung
DE10133123C2 (de) * 2001-07-07 2003-05-08 A B Elektronik Gmbh GMR-Modul
JP2004003404A (ja) * 2002-06-03 2004-01-08 Hitachi Ltd 電子制御式絞り弁装置、当該装置等に用いられる非接触式回転角度検出装置、ホール素子の信号処理装置。
DE102004047770B4 (de) * 2004-09-30 2014-08-21 Infineon Technologies Ag Sensor zum Erzeugen eines Ausgangssignals aufgrund eines Messmagnetfelds sowie Verfahren zum Abgleichen und zum Betrieb eines solchen
US10145908B2 (en) * 2013-07-19 2018-12-04 Allegro Microsystems, Llc Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field
CN103744038A (zh) * 2013-12-31 2014-04-23 江苏多维科技有限公司 近距离磁电阻成像传感器阵列
US10649043B2 (en) 2014-04-28 2020-05-12 Infineon Technologies Ag Magnetic field sensor device configured to sense with high precision and low jitter

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687994A (en) * 1984-07-23 1987-08-18 George D. Wolff Position sensor for a fuel injection element in an internal combustion engine
DE3870879D1 (de) * 1988-10-13 1992-06-11 Siemens Ag Anordnung zur beruehrungsfreien erfassung der drehzahl eines rotierenden zahnrades.
US4948252A (en) 1989-05-24 1990-08-14 Litton Systems, Inc. Sub-tau phase modulation in a fiber-optic rotation sensor
JP2959944B2 (ja) 1993-12-28 1999-10-06 三菱電機株式会社 磁気センサとその製造方法
US5631556A (en) 1995-06-20 1997-05-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Rotation sensor device and method of manufacturing the same including a doubled up mounting bracket for electrical contact
JPH09329463A (ja) 1996-06-10 1997-12-22 Mitsubishi Electric Corp 検出装置
JP3404249B2 (ja) 1997-03-26 2003-05-06 三菱電機株式会社 磁気センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006308573A (ja) * 2005-03-28 2006-11-09 Yamaha Corp 三軸磁気センサおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE19853659A1 (de) 1999-12-02
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KR19990087015A (ko) 1999-12-15
KR100305043B1 (ko) 2001-11-22

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