JPH10227845A - チップ形磁気センサ素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転等の磁気検出器に用いられる磁気センサ
素子において、磁気検出器の検出出力の向上を図ること
を目的とするものである。 【解決手段】 取り出し基板４のその一方の面上に磁気
検出膜２付き支持基板１を接合してなり、前記磁気検出
膜２は前記取り出し基板４と前記支持基板１の接合面内
に配置され、少なくとも前記取り出し基板４の両端面に
前記引き出し電極部３と電気的に接続した側面電極７を
備えて構成したものである。これにより、磁気検出膜及
び磁気検出膜からの電気信号の取出しワイヤー、リード
フレームを包み込むトランスファモールドを必要なく形
成する事が出来、チップ形磁気センサ素子の厚みを薄く
形成でき、磁気検出器の検出出力の向上を図ることが出
来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転形等の磁気検
出器に用いられるチップ形磁気センサ素子及びその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体薄膜磁気センサ素子は、ＩｎＳ
ｂ，ＩｎＳｂ−ＮｉＳｂ，ＩｎＡｓ等のキャリヤ移動度
が高い半導体に対し、磁界を作用させたとき電圧の発生
や抵抗値が変化するという性質を利用したものである。

【０００３】図４に一般的な半導体薄膜磁気センサ素子
を用いた磁気検出器の構造を示す。３３は絶縁材よりな
るコネクタブロックであり、このコネクタブロック３３
はその一方の端部に機械的に固定されたバイアス用磁石
３７と、前記バイアス用磁石３７に機械的に取り付けら
れた磁気センサ素子３８と、前記ホルダー３４に設けら
れた中継端子３６を介して前記磁気センサ素子３８が電
気的に接続された回路部３５とを有する。そして、前記
ホルダー３４のフランジ３２に機械的に固定され、これ
らの磁気センサ素子３８及び回路部３５等を保護するキ
ャップ３１を有する構造となっている。

【０００４】前記キャップ３１の内部、磁気センサ素子
３８の電気信号の取り出し構成を、さらに拡大した断面
図を図５に示す。

【０００５】図４に示した磁気センサ素子３８はパッケ
ージ化されて形成されており、図５に示すように支持基
板４１上に磁気検出膜４２及び前記磁気検出膜４２から
電気信号を取り出すために電極部４３が形成されてお
り、リードフレーム４５に前記磁気検出膜４２と電極部
４３が形成された支持基板４１がダイボンドされ、前記
電極部４３からワイヤーボンディングのワイヤー４４を
用い、リードフレーム４５に接続されると共に前記支持
基板４１及びワイヤー４４、前記リードフレーム４５の
一部を包み込むように樹脂４６でトランスファモールド
された構成である。そして、この磁気センサ素子３８は
バイアス用磁石３７上に機械的に固定させている。

【０００６】また、磁気センサ素子３８とキャップ３１
との間には、エアーギャップ（空間）４７が設けられ、
キャップ３１の変形により前記磁気センサ素子３８内に
ある磁気検出膜４２に応力が加わった場合の応力歪みに
よる雑音の発生（今後、ピエゾノイズと呼ぶ）を防いで
いる。

【０００７】次に一般的な磁気検出器の動作を図６に基
づいて説明する。図６に示すように突起４９ａを持った
回転する磁性体４９がキャップ３１の先端に近接する
と、前記磁気センサ素子３８を挟んで前記バイアス用磁
石３７との間に磁路を形成する。前記突起４９ａと前記
バイアス用磁石３７との相対的な位置により前記磁気セ
ンサ素子３８に加わる磁束密度が変化するため、その変
化が電気信号に変換され、前記回路部３５により処理さ
れて出力信号として取り出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記した磁気検出器に
おいては、前記磁性体４９と前記バイアス用磁石３７と
の距離が小さい程、大きな出力が得られる。ここで、距
離は前記磁性体４９と前記キャップ３１間（第１の空
間）、キャップ３１の厚み（第２の空間）、キャップ３
１と前記パッケージされた磁気センサ素子３８とのエア
ーギャップ４７（第３の空間）、磁気センサ素子３８の
厚みという４つの空間から構成されている。

【０００９】最近、ユーザより磁気検出器の取り付け領
域の簡素化のため第１の空間である磁性体４９とキャッ
プ３１と間の空間をさらに広げたい要望があり、このた
めには磁気検出器の検出出力を高めねばならない。検出
出力を高めるためには、磁性体４９と前記バイアス用磁
石３７とを極力近づける必要がある。また第２の空間か
ら第４の空間を狭く構成する必要があるが、第２の空間
はキャップ３１の厚みであり、強度の点であまり薄く出
来ない。また第３の空間も同様にピエゾノイズ対策用エ
アーギャップ４７であり、あまり薄く出来ない。

【００１０】また、パッケージ化された磁気センサ素子
３８の厚みを薄くする方法としては、磁気検出膜４２を
形成している支持基板４１の基板厚を研磨等で薄く出来
るが、基板の取り扱い等からあまり薄く出来ない。

【００１１】本発明は磁気検出器の検出出力の向上する
ことを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のチップ形磁気センサ素子は、取り出し基板の
その一方の面上に磁気検出膜付き支持基板を接合してな
り、前記磁気検出膜は前記取り出し基板と前記支持基板
との接合面内に配置され、少なくとも前記取り出し基板
の両端面に前記磁気検出膜からの引き出し電極部に電気
的に接続した側面電極を備えたものである。

【００１３】これにより、磁気検出膜及び磁気検出膜か
らの電気信号の取出しワイヤー、リードフレームを包み
込むトランスファモールドを形成する必要がなく、この
ためチップ形磁気センサ素子の厚みを薄く形成でき、磁
気検出器の検出出力が向上するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一方の面上に磁気検出膜を有すると共に当該磁気検
出膜の引き出し電極部を有する支持基板と、上記支持基
板に接合され、その接合部内に上記磁気検出膜を配設し
た取り出し基板と、少なくとも上記取り出し基板の両端
面に設けられ、上記支持基板に設けた引き出し電極部に
電気的に接続された側面電極を備えたチップ形磁気セン
サ素子であり、磁気検出膜及び磁気検出膜からの電気信
号の取出しワイヤー、リードフレームを包み込むトラン
スファモールドを形成する必要がなく出来るため、セン
サ素子の厚みを薄く形成でき、磁気検出器の検出出力が
向上するという作用を有するものである。

【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、前記磁
気検出膜を支持基板に直接形成した請求項１記載のチッ
プ形磁気センサ素子であり、磁気検出膜及び磁気検出膜
からの電気信号の取出しワイヤー、リードフレームを包
み込むトランスファモールドを形成する必要がなく出来
るため、センサ素子の厚みを薄く形成でき、磁気検出器
の検出出力が向上するという作用を有するものである。

【００１６】本発明の請求項３に記載の発明は、前記磁
気検出膜を支持基板に転写形成した請求項１記載のチッ
プ形磁気センサ素子であり、磁気検出膜及び磁気検出膜
からの電気信号の取出しワイヤー、リードフレームを包
み込むトランスファモールドを形成する必要がなく出来
るため、センサ素子の厚みを薄く形成でき、磁気検出器
の検出出力が向上するという作用を有するものである。

【００１７】本発明の請求項４に記載の発明は、支持基
板をＳｉ、セラミックス、サファイア、フェライトより
選択したいずれか１つを用いた請求項１記載のチップ形
磁気センサ素子であり、支持基板として活用出来るとい
う作用を有するものである。

【００１８】本発明の請求項５に記載の発明は、前記取
り出し基板をセラミックス、フェライト、ガラス等の絶
縁基板材料より選択したいずれか１つを用いた請求項１
記載のチップ形磁気センサ素子であり、取り出し基板と
して活用出来るという作用を有するものである。

【００１９】本発明の請求項６に記載の発明は、前記取
り出し基板と前記支持基板とを同一材料で構成した請求
項１記載のチップ形磁気センサ素子であり、挟み込む材
料を同一にする事で取り出し基板と支持基板の接合によ
る膨張収縮差を無くし、前記基板間に挟み込まれた磁気
検出膜への応力歪みを防止するという作用を有するもの
である。

【００２０】本発明の請求項７に記載の発明は、前記側
面電極を互いに接合された前記取り出し基板と前記支持
基板の両方の両端面に渡って設けており、前記磁気検出
膜から前記両端面に引き出された電極の膜厚面内におい
て電気的に接続した請求項１記載のチップ形磁気センサ
素子であり、構成が簡単でリードレスのＳＭＤ実装が出
来るという作用を有するものである。

【００２１】本発明の請求項８に記載の発明は、前記側
面電極を前記取り出し基板の前記支持基板の前記引き出
し電極に対応する位置に配設した孔内に設けられた電極
材を含み、上記引き出し電極部と電気的に接続されるよ
うに構成した請求項１記載のチップ形磁気センサ素子で
あり、構成が簡単でリードレスのＳＭＤ実装が出来ると
いう作用を有するものである。

【００２２】本発明の請求項９に記載の発明は、支持基
板上に磁気検出膜と前記磁気検出膜からの電気的信号を
取り出す引き出し電極部を形成する工程と、前記支持基
板に対し前記磁気検出膜の形成面を挟むように取り出し
基板を接合する工程と、前記取り出し基板と前記支持基
板の両方の両端面に渡って前記磁気検出膜から前記両端
面に引き出された電極部の膜厚面内に電気的に接続する
ように側面電極を形成する工程を備えたチップ形磁気セ
ンサ素子の製造方法であり、多数の素子を同時に形成す
るウエハ等の一括処理でほとんど作成でき、しかも簡単
な工程によりリードレスのＳＭＤ実装を可能とするとい
う作用を有するものである。

【００２３】本発明の請求項１０に記載の発明は、支持
基板上に磁気検出膜と前記磁気検出膜からの電気的信号
を取り出す引き出し電極部を形成する工程と、前記引き
出し電極部に対応する位置に孔を配設した取り出し基板
を前記支持基板に対し前記磁気検出膜の形成面を挟むよ
うに接合する工程と、前記引き出し電極部と電気的に接
続されるように前記取り出し基板の孔内に電極材を設け
上記取り出し基板の両端面にのみ側面電極を形成する工
程を備えたチップ形磁気センサ素子の製造方法であり、
全工程多数の素子を同時に形成するウエハ等の一括処理
で作成でき、しかも簡単な工程によりリードレスのＳＭ
Ｄ実装を可能とするという作用を有するものである。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明のチップ形磁気センサ
素子の第１の実施形態を示す。図において、１はＳｉ、
セラミックス、サファイア、フェライト等の支持基板、
２はＩｎＳｂ，ＩｎＳｂ−ＮｉＳｂ，ＩｎＡｓ等のキャ
リヤ移動度が高い半導体、またはＮｉ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｆ
ｅ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ等の強磁性体よりなる磁気検出膜
であり、前記支持基板１上に蒸着等で直接または転写等
で形成されている。３はＡｕ／Ｎｉ，Ａｌ／Ｃｒ，Ｃｕ
／Ｔｉ，Ｃｕ／Ｃｒ，Ｉｎ，Ｐｂ等の材料よりなる前記
磁気検出膜２からの電気信号の取り出し電極部であり、
前記磁気検出膜２と同様に前記支持基板１上に蒸着等で
前記支持基板１の両端まで形成されている。４はセラミ
ックス、フェライト、ガラス等の絶縁材料よりなる取り
出し基板であり、前記磁気検出膜２及び電極部３を挟み
込むように前記支持基板１と接着層６を介して接合して
いる。７は互いに接合された前記取り出し基板と前記支
持基板の両方の両端面に渡って設けられた半田、Ｃｕ，
Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｂ，Ｐｔ等の材料よりなる側面電
極であり、前記磁気検出膜２から前記両端面に引き出さ
れた電極部３の膜厚面内において電気的に接続されてい
る。

【００２５】尚、前記取り出し基板４と前記支持基板１
とを同一材料で構成すると取り出し基板４と支持基板１
の接合による膨張収縮差を無くし、前記基板間に挟み込
まれた磁気検出膜２への応力歪みの無応力化が得られ、
磁気特性感度が向上する。

【００２６】チップ形磁気センサ素子の作成方法は、蒸
着等で直接または転写等で前記磁気検出膜２及び電極部
３を多数個を支持基板１上に形成し、前記磁気検出膜２
及び電極部３を多数個形成した支持基板１と同等程度の
大きさの前記取り出し基板４を前記磁気検出膜２及び電
極部３を挟み込むように前記支持基板１に、硬化性樹脂
や異方性樹脂等の接着層６を介して接合する。その後、
前記磁気検出膜２の両側に形成された電極部３が側面に
表出するようにダイシング等で棒状に分離した後、前記
支持基板１と取り出し基板４の両方の両端面に渡って、
印刷、ディップ等で形成して前記磁気検出膜２から前記
両端面に引出された電極部３の膜厚面内において電気的
に接続される。その後、ダイシング等で個別素子に分離
する。

【００２７】尚、個別分離は、前記支持基板１と取り出
し基板４とを接合した後に行い、その後に側面電極をバ
レルめっき等で形成しても良い。

【００２８】また磁気検出膜２を形成した支持基板１の
基板厚を研磨等でさらに薄くする工程は、支持基板１と
前記取り出し基板４を接合した後に行うと、基板厚が取
り出し基板をプラスした構造となるため、基板の取り扱
いやソリが発生しにくく従来の支持基板より薄く研磨で
きる。

【００２９】本例で作成したチップ形磁気センサ素子
は、従来のパッケージ化された磁気センサ素子に比べて
モールド厚み分薄く形成することが出来ると共にさらに
支持基板１も従来よりさらに薄く出来る。このため磁気
検出器の検出出力が２０〜３０％アップした結果が得ら
れた。

【００３０】（実施の形態２）図２は、本発明のチップ
形磁気センサ素子の第２の一実施形態を示す断面図であ
る。図２において、１はＳｉ、セラミックス、サファイ
ア、フェライト等の支持基板、２はＩｎＳｂ，ＩｎＳｂ
−ＮｉＳｂ，ＩｎＡｓ等のキャリヤ移動度が高い半導
体、またはＮｉ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
等の強磁性体よりなる磁気検出膜であり、前記支持基板
１上に蒸着等で直接または転写等で形成されている。３
はＡｕ／Ｎｉ，Ａｌ／Ｃｒ，Ｃｕ／Ｔｉ，Ｃｕ／Ｃｒ，
Ｉｎ，Ｐｂ等の材料よりなる前記磁気検出膜２からの電
気信号の取り出し電極部であり、前記磁気検出膜２と同
様に前記支持基板１上に蒸着等で前記支持基板１の両端
または両端手前まで形成されている。４はセラミック
ス、フェライト、ガラス等の絶縁材料よりなる取り出し
基板であり、前記磁気検出膜２及び電極部３を挟み込む
ように前記支持基板１と接着層６を介して接合してい
る。

【００３１】前記取り出し基板４には、前記支持基板１
上に形成された前記磁気検出膜２からの電気信号の取り
出し電極部３の両側に対応する位置に配設した孔が設け
られている。

【００３２】尚、前記取り出し基板４と前記支持基板１
とを同一材料で構成すると取り出し基板４と支持基板１
の接合による膨張収縮差を無くし、前記基板間に挟み込
まれた磁気検出膜２への応力歪みの無応力化が得られ、
磁気特性感度が向上する。

【００３３】７は前記取り出し基板４の孔内に設けられ
た半田、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｂ，Ｐｔ等の材料
よりなる側面電極であり、前記支持基板１上に形成され
た前記磁気検出膜２からの電気信号の取り出し電極部３
に電気的に接続されている。

【００３４】第２の実施形態のチップ形磁気センサ素子
の作成方法は、蒸着等で直接または転写等で前記磁気検
出膜２及び電極部３を多数個を支持基板１上に形成し、
前記磁気検出膜２及び電極部３を多数個形成した支持基
板１と同等程度の大きさの前記取り出し基板４を前記磁
気検出膜２及び電極部３を挟み込むように前記支持基板
１に硬化性樹脂や異方性樹脂等の接着層６を介して接合
する。

【００３５】前記取り出し基板４は、上記したように前
記支持基板１上に形成された前記磁気検出膜２からの電
気信号の取り出し電極部３の両側に対応する位置に配設
した孔を前記支持基板１同様に多数設けている。前記孔
は隣接素子の取り出し孔と兼ねて形成しても良く、兼ね
ることで素子サイズが小さく出来る利点がある。

【００３６】その後、前記取り出し基板４に形成した孔
に印刷、ディスペンサ等の注入などで側面電極７を形成
して前記支持基板１上に形成された前記磁気検出膜２か
らの電気信号の取り出し電極部３に電気的に接続する。
その後、今まで一括処理して多数形成された素子を個別
にダイシング等により分離する。

【００３７】（実施の形態３）図３に示す様に前記孔付
き取り出し基板４の孔内にあらかじめ側面電極７の下地
電極５を設けておけば側面電極７形成が簡略化され、側
面電極７は孔内全部を埋める必要が無く電極部３及び下
地電極５に形成すれば良い。

【００３８】また、磁気検出膜２を形成した支持基板１
の基板厚を研磨等でさらに薄くする工程は、支持基板１
と前記取り出し基板４を接合した後に行うと、基板厚が
取り出し基板をプラスした構造となるため、基板の取り
扱いやソリが発生しにくく従来の支持基板より薄く研磨
できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明のチップ形磁気センサ素子は、従
来のパッケージ化された磁気センサ素子に比べてモール
ド厚み分薄く形成することが出来ると共にさらに支持基
板１も従来よりさらに薄く出来る。このため、磁気検出
器の検出出力が２０〜３０％アップした結果が得られ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップ形磁気センサ素子の第１の実施
形態を示す断面図

【図２】本発明のチップ形磁気センサ素子の第２の実施
形態を示す断面図

【図３】本発明のチップ形磁気センサ素子の第３の実施
形態を示す断面図

【図４】従来の磁気検出器の断面図

【図５】同磁気検出器のキャップ内の拡大断面図

【図６】同磁気検出器の動作説明のための側面図

【符号の説明】

１ 支持基板 ２ 磁気検出膜 ３ 電極部 ４ 取り出し基板 ６ 接着層 ７ 側面電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 哲生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大石 邦彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面上に磁気検出膜を有すると共に
   当該磁気検出膜の引き出し電極部を有する支持基板と、
   上記支持基板に接合され、その接合部内に上記磁気検出
   膜を配設した取り出し基板と、少なくとも上記取り出し
   基板の両端面に設けられ、上記支持基板に設けた引き出
   し電極部に電気的に接続された側面電極を備えたチップ
   形磁気センサ素子。
2. 【請求項２】 前記磁気検出膜を、支持基板に直接形成
   した請求項１記載のチップ形磁気センサ素子。
3. 【請求項３】 前記磁気検出膜を、支持基板に転写形成
   した請求項１記載のチップ形磁気センサ素子。
4. 【請求項４】 前記支持基板は、Ｓｉ、セラミックス、
   サファイア、フェライトより選択したいずれか１つを用
   いた請求項１記載のチップ形磁気センサ素子。
5. 【請求項５】 前記取り出し基板は、セラミックス、フ
   ェライト、ガラス等の絶縁基板材料より選択したいずれ
   か１つを用いた請求項１記載のチップ形磁気センサ素
   子。
6. 【請求項６】 前記取り出し基板と前記支持基板とを同
   一材料で構成した請求項１記載のチップ形磁気センサ素
   子。
7. 【請求項７】 前記側面電極は、互いに接合された前記
   取り出し基板と前記支持基板の両方の両端面に渡って設
   けられており、前記磁気検出膜から前記両端面に引き出
   された電極部の膜厚面内において電気的に接続した請求
   項１記載のチップ形磁気センサ素子。
8. 【請求項８】 前記側面電極は、前記取り出し基板の前
   記引き出し電極部に対応する位置に配設した孔内に設け
   られた電極材を含み、上記引き出し電極部と電気的に接
   続されるように構成した請求項１記載のチップ形磁気セ
   ンサ素子。
9. 【請求項９】 支持基板上に磁気検出膜と前記磁気検出
   膜からの電気的信号を取り出す引き出し電極部を形成す
   る工程と、前記支持基板に対し前記磁気検出膜の形成面
   を挟むように取り出し基板を接合する工程と、前記取り
   出し基板と前記支持基板の両方の両端面に渡って前記磁
   気検出膜から前記両端面に引き出された電極部の膜厚面
   内に電気的に接続するように側面電極を形成する工程を
   備えたチップ形磁気センサ素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 支持基板上に磁気検出膜と前記磁気検
    出膜からの電気的信号を取り出す引き出し電極部を形成
    する工程と、前記引き出し電極部に対応する位置に孔を
    配設した取り出し基板を前記支持基板に対し前記磁気検
    出膜の形成面を挟むように接合する工程と、前記引き出
    し電極部と電気的に接続されるように前記取り出し基板
    の孔内に電極材を設け上記取り出し基板の両端面にのみ
    側面電極を形成する工程を備えたチップ形磁気センサ素
    子の製造方法。