JPH04291971A - 磁気センサ及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気センサ及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気抵抗効果やホール効果等を応
用した磁気センサが種々開発されており、モータの回転
速度や回転角の検出等に利用されている。この種の磁気
センサでは、モータのローターマグネット等の磁界発生
部とセンサの磁気検知部との間のギャップを極力小さく
した方が磁電変換出力を大きくとれ検出感度を大きくす
ることができるが、従来の磁気センサでは、通常、セン
サ形成面で外部取り出し電極と接続を行なう方法が取ら
れており、このため外部電極との接続部分が突起してし
まい、センサをモータに実装する際に、磁界発生用ロー
ターと接続部分の突起とが接触しないように逃げしろの
形成を必要とする。また、逃げしろを形成するため、モ
ータの小型化、及びモータ設計の自由度を阻害する原因
となっている。

【０００３】そこで、この問題を解消するため、磁気セ
ンサの磁気検知部側の面を平坦化した磁気センサが提案
されている（例えば特開昭６３−３４９８７号公報参照
）。ここで、特開昭６３−３４９８７号公報記載の磁気
センサは、図６（ａ），（ｂ）に示すように、アルミナ
基台１１に部分的にグレーズド部１２を設け、アルミナ
基台面に導電ペーストを印刷焼成した端子１３を設ける
とともに、グレーズド部１２に磁界検知部１４と電極を
設け、かつ個々の端子間が各々グレーズド部１２で分離
したことを特徴としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６３−３４
９８７号公報記載の磁気センサは、図６に示すように絶
縁基板であるセラミック基板１１に部分グレーズドガラ
スパターン１２を形成した例であるが、部分的にグレー
ズドガラスパターン１２を形成するため、グレーズドガ
ラスパターンの平坦性が悪く、Ｎｉ合金磁性薄膜からな
るセンサパターン回路１４をフォトリソグラフィ技術に
より形成する場合に、ブリッジ回路からなるセンサ回路
のインピーダンスがばらつく不具合を生じる。しかし、
絶縁性基板であるセラミック基板は表面粗度が悪いため
、Ｎｉ合金磁性薄膜からなるセンサ部を形成するために
はグレーズガラス処理を行なう必要がある。このグレー
ズドガラス処理に求められる薄膜センサ用基板表面とし
ての要素は、 ａ）表面粗度の改善．　　ｂ）表面平坦性．の２点であ
る。ここで、ａに関しては、Ｎｉ合金磁性薄膜の膜厚が
３００〜１０００Åと薄いために、基板の表面粗度が良
くないとブリッジ回路からなるセンサ回路の断線、イン
ピーダンスばらつきが大きくなるためである。またｂに
関しては、一般に部分グレーズドガラス処理はセラミッ
ク基板上にガラスペーストを所望のパターンに形成して
行なうが、ガラスペーストは流体であるために、グレー
ズドガラスパターンの断面形状は蒲鉾型に近い形となる
。したがって、図６に示すような部分グレーズドパター
ン１２ではセンサパターン１４の感磁部分が曲面状のグ
レーズドガラス上に形成されることになる。尚、図７に
グレーズドガラスの断面形状の模式図を示す。

【０００５】ここで図８に示すように、ブリッジ回路か
らなるセンサパターンをフォトリソグラフィ技術で形成
する場合、グレーズド部が図示のような曲面であると、
フォトマスクからの距離が不均一となるため、センサパ
ターンの転写精度も不均一となるので、センサパターン
のインピーダンスをばらつかせる原因となる。また、部
分グレーズドでは、グレーズドガラスを形成することに
より基板上に段差を形成するためにグレーズドガラス表
面はいずれも曲面であるため、フォトリソグラフィ技術
で曲面上に微細なセンサパターンを形成する場合、転写
精度が曲面の影響を受けることは避けられない。これら
のことから、部分グレーズドガラスを形成した基板では
、センサ回路のインピーダンスばらつきを生じさせてし
まい、磁気センサ用基板として本質的な欠点を内在する
。また、部分グレーズドの平坦性を向上することは、部
分グレーズドのパターンを大きくすることにより可能で
あるが、これはセンサの大型化につながり、且つ製造コ
ストの増加といった問題を生ずる。本発明は上記事情に
鑑みてなされたものであって、センサ特性を悪化するこ
となくセンサ面の平坦化及び小型化を図ることができる
磁気センサ及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本願請求項１記載の磁気センサは、少なくとも片方の
面に全面グレーズドガラスが形成された絶縁基板と、該
絶縁基板の上記グレーズドガラス上に形成されたＮｉ合
金磁性薄膜からなる磁気検知部と、該磁気検知部で発生
したセンサ信号の伝達経路である導体回路と、上記セン
サ信号のセンサ外部への伝達経路である外部電極とを具
備したことを特徴とする。また本願請求項２記載の磁気
センサは、少なくとも片方の面に全面グレーズドガラス
が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の上記グレーズド
ガラス上に形成されたＮｉ合金磁性薄膜からなる磁気検
知部と、該磁気検知部で発生したセンサ信号の伝達経路
である導体回路と、上記基板の磁気検知部形成面と他方
の基板面とを電気的に導通しセンサ信号の伝達経路であ
るスルーホール電極回路と、上記基板の磁気検知部形成
面の裏面に配置され上記スルーホール電極回路と接続さ
れ上記センサ信号のセンサ外部への伝達経路である外部
電極とを具備したことを特徴とする。

【０００７】また、本願請求項３記載の磁気センサの製
造方法では、絶縁基板の少なくとも片方の面に全面グレ
ーズドガラスを形成した後、絶縁基板を所定の大きさに
切断してセンサチップ用基板を形成し、該センサチップ
用基板のグレーズドガラス上に、Ｎｉ合金磁性薄膜から
なる磁気検知部と、該磁気検知部で発生したセンサ信号
の伝達経路である導体回路と、上記センサ信号のセンサ
外部への伝達経路である外部電極とを形成してなること
を特徴とする。また、本願請求項４記載の磁気センサの
製造方法では、絶縁基板の少なくとも片方の面に全面グ
レーズドガラスを形成した後、絶縁基板を所定の大きさ
に切断してセンサチップ用基板を形成し、該センサチッ
プ用基板の上記グレーズドガラス上にＮｉ合金磁性薄膜
からなる磁気検知部と、該磁気検知部で発生したセンサ
信号の伝達経路である導体回路とを形成し、且つ、上記
基板の磁気検知部形成面と他方の基板面とを電気的に導
通しセンサ信号の伝達経路であるスルーホール電極回路
と、上記基板の磁気検知部形成面の裏面に配置され上記
スルーホール電極回路と接続され上記センサ信号のセン
サ外部への伝達経路である外部電極とを形成してなるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１，２，３，４記載の発明によれば、セ
ラミック等の絶縁基板の少なくとも片方の面に全面グレ
ーズドガラスを形成することにより、従来の部分グレー
ズドガラスに比べて、■　　ブリッジ回路からなる磁気
センサ回路のインピーダンスばらつきが少ないセンサ特
性の安定した磁気センサの構成、■　　センサの小型化
、を達成することができる。また、請求項２，４記載の
発明のように、基板にスルーホール（貫通孔）を形成し
、且つスルーホール内に、基板の両面の配線と電気的に
導通する機能を有するスルーホール電極回路を形成する
ことにより、全面グレーズドガラスを形成し且つグレー
ズドガラス上にＮｉ合金磁性薄膜からなるセンサパター
ンを形成した基板面と、基板の他方の面に形成した外部
取り出し電極を、スルーホール電極回路を介して電気的
に導通できるので、■　　センサ面の平坦化；外部取り
出し電極との接続による突起がセンサ形成面にないため
、センサ面側が平坦な磁気センサを構成することができ
る、■　　小型化；外部取り出し電極を、センサ形成面
と反対側の基板面に形成することにより、外部電極との
接続部分の面積分は小型化できる、を達成することがで
きる。

【０００９】ところで、セラミック基板を薄膜磁気セン
サ用基板として使用するためには、グレーズドガラス処
理は必要である。本発明では基板のセンサ形成面に全面
グレーズドガラス処理を施すことにより、従来の部分グ
レーズドに対して表面平坦性が良く、且つ表面粗度が同
程度、小型化が可能な磁気センサ用基板を提供すること
ができる。さらに、請求項２，４記載の発明のように、
基板の磁気検知部形成面と他方の基板面とを電気的に導
通するセンサ信号の伝達経路であるスルーホール電極を
形成することにより、センサ面が平坦で、且つ小型化可
能な磁気センサ用基板を提供することができる。尚、部
分グレーズドでは、前述したようにグレーズド部の中心
部を平坦化しブリッジ回路からなる磁気センサのインピ
ーダンスばらつきを小さくするために、１つの磁気セン
サに対応する１つのグレーズドパターンの面積を大きく
する必要がある。一方全面グレーズドでは、基板全面に
グレーズドガラスを形成するために、センサ形成面での
グレーズドガラス膜面が均一であり、部分グレーズドに
対してセンサ形成面内、及び１つの磁気センサに対応す
る１つのパターン内でのグレーズドガラスの膜厚変化が
極めて少ない特徴を有する。また全面グレーズドガラス
基板の表面平坦性はセンサパターン面積の大きさの影響
を受けにくいので、部分グレーズドガラス基板に対して
インピーダンスばらつきの小さな、特性の揃った磁気セ
ンサを形成することができる。また、小型化に関しては
前記説明から容易に類推できるように、部分グレーズド
のように平坦化のためのデッドスペースを取る必要がな
いので、センサパターンを近接させることができる。こ
のため、全面グレーズドガラスの方がセンサの小型化に
適している。

【００１０】ところで、基板にスルホールを形成し、且
つスルホール内に基板の両面の配線と電気的に導通する
機能を有したスルーホール電極を形成することにより、
■センサ面の平坦化、■小型化、が達成できることはす
でに述べたが、モータ等の制御用センサとして多用され
ている磁気センサは、昨今のＶＴＲ装置等の小型、薄型
化に対応するため、前記２点の達成は必須の技術課題と
なっている。従来の一般の磁気センサのようにセンサ形
成面で外部取り出し電極と接続を行なう方法は、外部電
極との接続部分が突起するためにセンサをモータに実装
する際、磁界発生用ローターと接続部分の突起が接触し
ないように逃げしろの形成を必要とする。また、逃げし
ろを形成するため、モータの小型化、及びモータ設計の
自由度を阻害する原因となっている。これに対して本発
明の磁気センサでは、センサ面を平坦化することにより
、不用な逃げしろの形成の必要がなく、且つローターと
磁気センサのギャップ長を最適に実装することができる
ので、モータの小型化、モータ設計の自由度を向上する
ことができ、さらに、不用な逃げしろを形成しないため
、モータユニットを安価に製造することが可能となる。 また、センサを小型化することにより、モータユニット
の更なる小型化への対応が可能であり、モータユニット
設計の自由度を向上せしめる。また、フォトリソグラフ
ィ等の半導体技術を使用して製造する磁気センサでは、
小型化により原価、工数の低減を達成できるので、安価
なセンサを大量に供給できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本願請求項１記載の発明の一実施例
を示す磁気センサの断面図である。図１において、符号
４１はセラミック基板、４２はセラミック基板上に形成
した全面グレーズドガラス、４３はＮｉ合金磁性薄膜か
らなる磁気検知部、４４は磁気検知部４３で発生したセ
ンサ信号の伝達経路であって磁気検知部と外部リード端
子とを電気的に接続するための導体回路であり、Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ若しくはそれらの合金の単層あ
るいは積層構造で形成した層を介してＡｌ，Ｃｕ，Ａｕ
，Ｐｔ，Ａｇ若しくはそれらの合金を形成した構造から
なる導体電極、４５は外部リード電極である。尚、図１
では明示していないが、基板４１のセンサ形成面には、
物理的、化学的なダメージ、水、アルカリイオン等の浸
入を防止するための保護膜を形成する。次に、図１に示
す構造の磁気センサの製造方法について述べる。先ず、
セラミック基板の少なくとも片方の面に全面グレーズド
ガラスを形成した後、セラミック基板を所定の大きさに
切断してセンサチップ用のセラミック基板４１を形成す
る。そして、このセンサチップ用のセラミック基板４１
の上記グレーズドガラス４２上に、Ｎｉ合金磁性薄膜か
らなる磁気検知部４３を形成し、さらに磁気検知部で発
生したセンサ信号の伝達経路である導体回路４４と、上
記センサ信号のセンサ外部への伝達経路である外部リー
ド電極４５とを形成する。そして、基板４１のセンサ形
成面に保護膜（図示せず）を形成すれば図１に示す構造
の磁気センサが製造される。

【００１２】次に、図２は本願請求項２記載の発明の一
実施例を示す磁気センサの断面図である。図２において
、符号５１はセラミック基板、５２はセラミック基板上
に形成した全面グレーズドガラス、５３はＮｉ合金磁性
薄膜からなる磁気検知部、５４は磁気検知部５３で発生
したセンサ信号の伝達経路であって磁気検知部とスルー
ホール電極とを電気的に接続するための導体回路であり
、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ若しくはそれらの合金
の単層あるいは積層構造で形成した層を介してＡｌ，Ｃ
ｕ，Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ若しくはそれらの合金を形成した
構造からなる導体電極、５５はスルーホール電極と導体
電極５４との電気的接続をより確実にするための補強電
極で、厚膜ペースト若しくは導体電極５４と同様の材料
による蒸着膜からなるが、この補強電極５５は必ずしも
必要としない。また、５６は基板５１の磁気検知部５３
形成面と他方の基板面とを電気的に導通しセンサ信号の
伝達経路であるスルーホール電極回路、５７は基板５１
の磁気検知部５３形成面の裏面に配置され、スルーホー
ル電極回路５６と接続されてセンサ信号のセンサ外部へ
の伝達経路となる外部リード電極である。尚、図２では
明示していないが、基板５１のセンサ形成面には、物理
的、化学的なダメージ、水、アルカリイオン等の浸入を
防止するための保護膜を形成する。

【００１３】次に、図２に示す構造の磁気センサの製造
方法について述べる。先ず、図３に示すように、セラミ
ック基板の少なくとも片方の面に全面グレーズドガラス
を形成した後、スルーホールを設ける。次に、このスル
ーホールを通る線（図中の切断線）でセラミック基板を
所定の大きさに切断して方形状のセンサチップ用のセラ
ミック基板５１を形成し、該センサチップ用のセラミッ
ク基板５１の全面グレーズドガラス５２上にＮｉ合金磁
性薄膜からなる磁気検知部５３を形成する。そして、磁
気検知部で発生したセンサ信号の伝達経路である導体電
極５４を形成し、上記基板の磁気検知部形成面と他方の
基板面とを電気的に導通しセンサ信号の伝達経路である
スルーホール電極回路５６をスルーホールの残り部分に
形成し、このスルーホール電極回路５６と導体電極５４
との接続部に補強電極５５を形成する。そして上記基板
の磁気検知部形成面の裏面側に外部リード電極５７を配
置し、上記スルーホール電極回路５７と接続する。そし
て基板５１のセンサ形成面に保護膜（図示せず）を形成
すれば、図２に示す構造の磁気センサが製造される。

【００１４】次に、図４は本願請求項２記載の発明の別
の実施例を示す磁気センサの断面図である。図４に示す
構造の磁気センサでは、セラミック基板５１に形成した
スルーホールをそのまま残し、該スルーホール内に電極
５６を形成した例である。尚、図４において図２と同符
号を付した部材は同様の構成部材である。次に、図４に
示す構造の磁気センサの製造方法について述べる。先ず
、図５に示すように、セラミック基板の少なくとも片方
の面に全面グレーズドガラスを形成した後、図示のよう
にスルーホールを設ける。次に、隣接するスルーホール
の間を通る線（図中の切断線）でセラミック基板を所定
の大きさに切断して方形状のセンサチップ用のセラミッ
ク基板５１を形成し、該センサチップ用のセラミック基
板５１の全面グレーズドガラス５２上にＮｉ合金磁性薄
膜からなる磁気検知部５３を形成する。そして、磁気検
知部で発生したセンサ信号の伝達経路である導体電極５
４を形成し、上記基板の磁気検知部形成面と他方の基板
面とを電気的に導通しセンサ信号の伝達経路となるスル
ーホール電極回路５６をスルーホール内に形成し、この
スルーホール電極回路５６と導体電極５４との接続部に
補強電極５５を形成する。そして、上記基板の磁気検知
部形成面の裏面側に外部リード電極５７を配置し、上記
スルーホール電極回路５６と接続する。そして基板５１
のセンサ形成面に保護膜（図示せず）を形成すれば、図
４に示す構造の磁気センサが製造される。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本願請求項１，２
，３，４記載の発明によれば、セラミック等の絶縁基板
の少なくとも片方の面に全面グレーズドガラスを形成す
ることにより、従来の部分グレーズドガラスに比べて、
■　　ブリッジ回路からなる磁気センサ回路のインピー
ダンスばらつきが少ないセンサ特性の安定した磁気セン
サの構成、■　　センサの小型化、を達成することがで
きる。また、請求項２，４記載の発明のように、基板に
スルーホール（貫通孔）を形成し、且つスルーホール内
に、基板の両面の配線と電気的に導通する機能を有する
スルーホール電極回路を形成することにより、全面グレ
ーズドガラスを形成し且つグレーズドガラス上にＮｉ合
金磁性薄膜からなるセンサパターンを形成した基板面と
、基板の他方の面に形成した外部取り出し電極を、スル
ーホール電極回路を介して電気的に導通できるので、■
　　センサ面の平坦化；外部取り出し電極との接続によ
る突起がセンサ形成面にないため、センサ面側が平坦な
磁気センサを構成することができる、■　　小型化；外
部取り出し電極を、センサ形成面と反対側の基板面に形
成することにより、外部電極との接続部分の面積分は小
型化できる、という作用効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例を示す磁気セン
サの断面図である。

【図２】請求項２記載の発明の一実施例を示す磁気セン
サの断面図である。

【図３】図２に示す構造の磁気センサ用基板の形成方法
の説明図である。

【図４】請求項２記載の発明の別の実施例を示す磁気セ
ンサの断面図である。

【図５】図４に示す構造の磁気センサ用基板の形成方法
の説明図である。

【図６】従来技術による磁気センサの説明図であって、
（ａ）は磁気センサの平面図、（ｂ）は側面図である。

【図７】従来技術の説明図であって、基板上に形成され
た部分グレーズドガラスの断面形状の模式図である。

【図８】従来技術の説明図であって、グレーズド部にフ
ォトリソグラフィによりセンサパターンを形成したとき
の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

４１，５１　　セラミック基板（絶縁基板）４２，５２
　　全面グレーズドガラス ４３，５３　　磁気検知部 ４４，５４　　導体回路 ４５，５７　　外部リード電極 ５５　　　　　　　　補強電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも片方の面に全面グレーズドガラ
   スが形成された絶縁基板と、該絶縁基板の上記グレーズ
   ドガラス上に形成されたＮｉ合金磁性薄膜からなる磁気
   検知部と、該磁気検知部で発生したセンサ信号の伝達経
   路である導体回路と、上記センサ信号のセンサ外部への
   伝達経路である外部電極とを具備したことを特徴とする
   磁気センサ。
2. 【請求項２】少なくとも片方の面に全面グレーズドガラ
   スが形成された絶縁基板と、該絶縁基板の上記グレーズ
   ドガラス上に形成されたＮｉ合金磁性薄膜からなる磁気
   検知部と、該磁気検知部で発生したセンサ信号の伝達経
   路である導体回路と、上記基板の磁気検知部形成面と他
   方の基板面とを電気的に導通しセンサ信号の伝達経路で
   あるスルーホール電極回路と、上記基板の磁気検知部形
   成面の裏面に配置され上記スルーホール電極回路と接続
   され上記センサ信号のセンサ外部への伝達経路である外
   部電極とを具備したことを特徴とする磁気センサ。
3. 【請求項３】請求項１記載の磁気センサの製造方法であ
   って、絶縁基板の少なくとも片方の面に全面グレーズド
   ガラスを形成した後、絶縁基板を所定の大きさに切断し
   てセンサチップ用基板を形成し、該センサチップ用基板
   のグレーズドガラス上に、Ｎｉ合金磁性薄膜からなる磁
   気検知部と、該磁気検知部で発生したセンサ信号の伝達
   経路である導体回路と、上記センサ信号のセンサ外部へ
   の伝達経路である外部電極とを形成してなることを特徴
   とする磁気センサの製造方法。
4. 【請求項４】請求項２記載の磁気センサの製造方法であ
   って、絶縁基板の少なくとも片方の面に全面グレーズド
   ガラスを形成した後、絶縁基板を所定の大きさに切断し
   てセンサチップ用基板を形成し、該センサチップ用基板
   のグレーズドガラス上にＮｉ合金磁性薄膜からなる磁気
   検知部と、該磁気検知部で発生したセンサ信号の伝達経
   路である導体回路とを形成し、且つ、上記基板の磁気検
   知部形成面と他方の基板面とを電気的に導通しセンサ信
   号の伝達経路であるスルーホール電極回路と、上記基板
   の磁気検知部形成面の裏面に配置され上記スルーホール
   電極回路と接続され上記センサ信号のセンサ外部への伝
   達経路である外部電極とを形成してなることを特徴とす
   る磁気センサの製造方法。