JPH02247589A - 磁気抵抗素子のバイアス磁界付与方法 - 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〕 磁気インク等の微小磁界を検出する磁気抵抗素子、特に
磁気抵抗素子に対し任意の時にバイアス磁界を付与でき
る方法に関し、 任意の時に外部からＭＲ素子にバイアス磁界を付与し、
磁性金属膜を同一方向に磁化できる方法の提供を目的と
し、 平行に配列された複数の導体パターンを有するＦＰＣ板
を形成し、導体パターンの端部を相互に接続してコイル
を構成すると共に、磁化容易軸が導体パターンと直交す
るようコイルの側面に、磁化容易軸方向に配列された複
数個のＭＲ素子を近接せしめコイルに電流を流すよう構
成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気インク等の微小磁界を検出する磁気抵抗素
子に係り、特に磁気抵抗素子に対し任意の時にバイアス
磁界を付与できる方法に関する。

近年、磁気インクを用いて情報を印刷しそれを眼で読み
取ると共に、磁気抵抗素子（以下ＭＲ素子と称する）等
を用いて読み取ることが試みられている。しかし磁気イ
ンク等によって形成される磁界は掻く微小であり、ＭＲ
素子は外乱磁気的ノイズに強く高感度であることが要求
される。

例えばバーバーポール（ｂａｒｂｅｒｐｏｌｅ）型ＭＲ
素子はバイアス磁界を付与することによって、ＭＲ素子
を構成する磁性金属膜が磁化容易軸に沿って一方向に磁
化されており、磁化容易軸と直交する方向の外部磁界を
検出するように構成されている。

しかるに極く微小な外部磁界を検出するためにＭＲ素子
を高感度化すると、地磁気等の磁気的ノイズによって磁
性金属膜の磁化方向が乱れやすくなり、磁気インク等の
検出に先立って磁性金属膜の磁化方向を容易軸方向に１
える必要がある。

そこで任意の時に外部からＭＲ素子にバイアス磁界を付
与し、磁性金属膜を同一方向に磁化できる方法の確立が
要望されている。

〔従来の技術〕

第５図は従来のバーバーポール型ＭＲ素子を示す図であ
る。

従来のバーバーポール型ＭＲ素子は第５図（ａ）および
第５図℃）に示す如＜、Ｓｉ等の基板１１上に形成され
たＳｉｎ、等の酸化膜からなる絶縁層１２の上に、通常
のりソグラフィ技術によってパーマロイ（ＦｅＮｉ）等
の磁性薄膜１３が被着され、つづら折り状の磁性薄膜１
３には長さ方向へ向かう磁化容易軸が形成されている。

またＴａ−ＭｏやＴｉ等からなる密着層１４とＡｕやＡ
Ｉ等からなる導電性薄膜１５が、磁性薄膜１３上に一定
間隔で斜めに形成され所謂バーバーポール状のパターン
が構成されている。図中１６は外部と導通をはかるため
のリードパターンである。このバーバーポール状のパタ
ーンは窒化膜やＳｉＯ２等からなる保護膜１７によって
覆われ、更に図示省略された樹脂で封止することによっ
てＭＲ素子が完成する。

かかるＭＲ素子は外部磁界の検出に先立ってバイアス磁
界が付与されており、全ての磁性薄膜が磁化容易軸方向
、即ち長手方向に磁化されている。

この内部磁界Ｍと導電性薄膜１５を流れる電流ｉのなす
角度が、π／４＋ｎπまたは７　／　４　ｔ　−ｎ＝で
あれば（ただしｎ＝ｏまたは１）、！気抵抗ρが同じ関
係にあることに注目し出力を増大させたもので、第５図
（ａ）に示す如く上向きの外部磁界Ｈｅｘが印加された
ときに、第５図（Ｃ）に示す如く正方向の電圧がＭＲ素
子から出力されるものとすると、逆方向の外部磁界Ｈｅ
ｘが印加された時に負方向の電圧が出力される。

上記ＭＲ素子の出力電圧は磁気抵抗の変化によって決ま
る値であり、外部磁界Ｈｅｘにより移動する内部磁界Ｍ
の方向が磁気抵抗を変化させる。したがってＭＲ素子を
高感度化するには掻く微小な外部磁界により、内部磁界
Ｍの方向が敏感に移動するよう素子を設計しなければな
らない。

また安定した出力電圧を得るには内部磁界Ｍが磁化容易
軸方向に合致している必要がある。しかし、内部磁界Ｍ
を極く微小な外部磁界Ｈｅｘに対し敏感に反応するよう
に構成すると、地磁気等の磁気的ノイズや外乱ノイズに
より内部磁界の方向が乱される。そこで高感度化された
ＭＲ素子において内部磁界Ｍが磁化容易軸方向に合致さ
せるには、外部磁界の検出に先立ってＭＲ素子にバイア
ス磁界を付与し磁化方向を揃える必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

磁性金属膜を同一方向に磁化する手段には永久磁石をＭ
Ｒ素子に近づける方法や、シャント膜として磁性金属膜
に導体薄膜を被着する方法、膜状の永久磁石を磁性金属
膜に沿って形成する方法等が知られている。しかし、任
意のときにＭＲ素子に対してバイアス磁界を付与する方
法として、永久磁石を近づける方法は構造が複雑で均一
に磁化できない。

またシャント膜として磁性金属膜に導体薄膜を被着する
方法は、シャント膜に電流を流した際にジュール熱が発
生し好ましくない。更に磁性金属膜に沿って膜状の永久
磁石を形成する方法は、膜形成条件が複雑でしかもバイ
アス磁界を任意の時に付与できないという問題がある。

本発明の目的は任意の時に外部からＭＲ素子にバイアス
磁界を付与し、磁性金属膜を同一方向に磁化できる方法
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明になるバイアス磁界付与方法の原理を示
す斜視図である。なお全図を通し同じ対象物は同一記号
で表している。

上記課題は平行に配列された複数の導体パターン２を有
するフレキシブルプリント板（以下ＦＰＣ板と称する）
３を形成し、導体パターン２の端部を相互に接続してコ
イル４を構成すると共に、磁化容易軸５方向に配列され
た複数個のＭＲ素子１を、磁化容易軸５が導体パターン
２と直交するようにコイル４の側面に近接せしめ、コイ
ル４に電流を流す本発明になるＭＲ素子のバイアス磁界
付与方法によって達成される。

〔作　用〕

第１図において平行に配列された複数の導体パターンを
有するＦＰＣ板を形成し、導体パターンの端部を相互に
接続してコイルを構成すると共に、磁化容易軸方向に配
列された複数個の磁気抵抗素子を、磁化容易軸が導体パ
ターンと直交するようにコイルの側面に近接せしめ、バ
イアス磁界を付与するに際してコイルに電流を流すこと
によって、任意の時に外部からＭＲ素子にバイアス磁界
を付与し、磁性金属膜を同一方向に磁化できる方法を実
現することができる。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の実施例について説明する。第
２図は磁界分布を示す図、第３図は本発明の一実施例を
示す斜視図、第４図は本発明の他の実施例を示す斜視図
である。

第１図においてＦＰＣ板３には平行に配列された複数の
導体パターン２が形成されており、かかるＦＰＣ板３を
二つにおり導体パターン２の端部を相互に接続すること
によって、ＦＰＣ板３の導体パターン２からなるコイル
４が構成されている。

一方磁化容易軸５方向に配列された複数個（図では３個
）のＭＲ素子１は、フレキシブルプリント板等からなる
基板６上に搭載されており、ＭＲ素子１は磁化容易軸５
が導体パターン２と直交するようにコイル４の側面に近
接させている。

かかる装置において導体パターン２に電流を流すことに
よって、第２図に実線で示す如くコイル４の側面にＭＲ
素子ｌの磁化容易軸５方向の磁界が生じ、その磁界がバ
イアス磁界としてＭＲ素子１に付与され磁性金属膜を同
一方向に磁化する。

このようにコイル４の側面に生じた磁界は導体パターン
２の電流を遮断すると無くなる。したがって導体パター
ン２への電流供給回路を開閉することによって、任意の
時に外部からＭＲ素子にバイアス磁界を付与することが
できる。

本発明になるバイアス磁界付与方法の一実施例は第３図
に示す如く、ＦＰＣ板３には平行に配列された複数の導
体パターン２が形成されており、かかるＦＰＣ板３を二
つにおり導体パターン２の端部を相互に接続することに
よって、ＦＰＣ板３の導体パターン２からなるコイル４
が構成されている。

コイル４の内部にはパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）やけい素
鋼板等の、高透磁率を有する材料からなるシールド板７
が設けられており、反対方向の磁界がＭＲ素子１に及ぼ
す影響が阻止されている。なお図中８はＭＲ素子１が搭
載された基板６を支持する支持台である。

このようにコイル４の内部に高透磁率を有するシールド
板７を設けることによって、任意の時に外部からＭＲ素
子にバイアス磁界を付与することができると同時に、第
２図に破線で示す如くコイルの側面に生じる磁界を強く
することができる。

また本発明になるバイアス磁界付与方法の他の実施例は
第４図に示す如く、ＦＰＣ板３には平行に配列された複
数の導体パターン２が形成されており、かかるＦＰＣ板
３を二つにおり導体パターン２の端部を相互に接続する
ことによって、それぞれＭＲ素子１に対応する複数のコ
イル４が構成されている。

コイル４の内部にはパーマロイ（Ｆｅ　　Ｎｉ）やけい
素鋼板等の、高透磁率を有する材料からなるシールド板
７が設けられており、反対方向の磁界がＭＲ素子１に及
ぼす影響が阻止されている。なお図中８はＭＲ素子１が
搭載された基板６を支持する支持台である。

このようにコイル４をそれぞれＭＲ素子１に対応する複
数のコイルに分割することによって、時間差を設けてＭ
Ｒ素子にバイアス磁界を付与することが可能になり、Ｍ
Ｒ素子にバイアス磁界を付与する際の電流を小さくする
ことができる。

即ち、平行に配列された複数の導体パターンを有するＦ
ＰＣ板を形成し、導体パターンの端部を相互に接続して
コイルを構成すると共に、磁化容易軸方向に配列された
複数個の磁気抵抗素子を、磁化容易軸が導体パターンと
直交するようにコイルの側面に近接せしめ、バイアス磁
界を付与するに際してコイルに電流を流すことによって
、任意の時に外部からＭＲ素子にバイアス磁界を付与し
、磁性金属膜を同一方向に磁化できる方法を実現するこ
とができる。

（発明の効果〕 上述の如く本発明によれば任意の時にＭＲ素子にバイア
ス磁界を付与し、磁性金属膜を同一方向に磁化できる方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるバイアス磁界付与方法の原理をを
示す斜視図、 第２図は磁界分布を示す図、 第３図は本発明の一実施例を示す斜視図、第４図は本発
明の他の実施例を示す斜視図、第５図は従来のバーバー
ポール型ＭＲ素子を示す図、 である。図において １はＭＲ素子、 ３はＦＰＣ板、 ５は磁化容易軸、 ７はシールド板、 をそれぞれ表す。 は導体パターン、 はコイル、 は基板、 は支持台、 距　醍 Ｂ）約外迂Σ爪すＺ 第２　図 第３ 記 （Ｃ） 属束′３！−崖

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）平行に配列された複数の導体パターン（２）を有す
   るフレキシブルプリント板（３）を形成し、該導体パタ
   ーン（２）の端部を相互に接続してコイル（４）を構成
   すると共に、磁化容易軸（５）方向に配列された複数個
   の磁気抵抗素子（１）を、該磁化容易軸（５）が該導体
   パターン（２）と直交するように該コイル（４）の側面
   に近接せしめ、該コイル（４）に電流を流すことを特徴
   とする磁気抵抗素子のバイアス磁界付与方法。 ２）平行に配列された複数の導体パターン（２）を有す
   るフレキシブルプリント板（３）を形成し、該導体パタ
   ーン（２）の端部を相互に接続してコイル（４）を構成
   すると共に、該コイル（２）の内部に高透磁率を有する
   シールド板（７）を介在せしめ、且つ磁化容易軸（５）
   方向に配列された複数個の磁気抵抗素子（１）を、該磁
   化容易軸（５）が該導体パターン（２）と直交するよう
   に該コイル（４）の側面に近接せしめ、該コイル（４）
   に電流を流すことを特徴とする磁気抵抗素子のバイアス
   磁界付与方法。