JPS60192211A - 磁気ヘツド及びその製造方法 - 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】 本発明は角度や位置の検出ができる磁気エンコーダの磁
気ヘッドに関する。

磁気エンコーダは、例えば特開昭５５−１４６００７号
公報等に記載されているように円板状又は帯状の磁気媒
体の周辺部に角度コード又はリニアコートを示す磁気マ
ークを設けて成る磁気コード盤を回動又は相対的に摺動
自在番ト支承すると共に、上記回動又は相対的に摺動す
る磁気コード盤のコード記録面に磁気ヘッドを接触又は
微少距離隔てて対向させ、上記コードを読み取る方式の
ものが公知である。

従来の磁気エンコーダの磁気ヘッドに於ては、磁気ヘッ
ドの基板上に１字形状の磁気抵抗素子を蒸着等し、その
１字形状の磁気抵抗素子の両端を端子部とし、両端の端
子部から配線等を行なうようにしていた。

然しなから、鉄工の如き従来の構成では、配線等の煩雑
を生じていた、この問題点を改良したものが、例えば第
１図にその分解斜視図で示すようなものがある（特開昭
５６−０２２９６１号公ＩＩり。

第１図中、■は基板２、磁気抵抗素子３及び保護膜４か
ら成る磁気ヘッドであり、磁気抵抗素子３はリード部３
ａ、磁気検知部３ｂ及び端子部３Ｃ１３ｄから成る。

而して、磁気ヘッド１は、通當ガラス材等の絶縁材から
成る基板２と、その上に所定のパターンを有するマスク
により、ＩｎＳｂ、ＮｉＳｂやパーマロイ等を２００人
程度の厚さに蒸着スパッタ又はイオンフレーティングや
ＣＶＤ法等で薄膜として形成した磁気抵抗素子３と、そ
の上に端子部３Ｃ及び３ｄを除きカバーガラスを５０μ
程度の厚さに蒸着した保護膜４とから構成しているもの
である。

磁気抵抗素子４は、基板２の同一平面内の一辺に端子部
３Ｃ及び３ｄを設け、一方の端子部３ｃから磁気検知部
３ｂ及びリード部３ａを通じて他方の端子部３ｄとした
コ字形の形状であり、磁気検知部３ｂで図示せぬ磁気コ
ード盤のコードを読み取り検出し、それぞれの端子部３
ｃ及び３ｄから信号を伝えるものである。

然しなから、鉄工の如き従来のように一平面内で磁気抵
抗素子から成るリード部を設は両端子を一辺に集中させ
ると、リード部の抵抗によって実効感度を低下させてし
まうと云う問題点があった。

本発明は鉄工の観点に立ってなされたものであり、本発
明の目的とするところは、上記問題点の磁気抵抗素子か
ら成るり“−ド部の抵抗による実効感度の低下を全く生
ぜず、且つ基板の一方の側に端子を集中させ配線等の作
業を単純にした新規な磁気エンコーダの磁気ヘッド及び
その製造方法を提供することにある。

而して、本発明の要旨とするところは、絶縁性の基板と
、上記基板上に蒸着法等の薄膜形成手段により形成した
導電層と、上記導電層上に同じく薄膜形成手段により形
成した絶縁層と、上記絶縁層上に同じく薄膜形成手段に
より形成した磁気抵抗素子と、上記磁気抵抗素子の層上
に同じく薄膜形成手段により形成した保護膜とから成り
、且つ上記導電層の一端と上記磁気抵抗素子の一端とが
上記基板の一端側に於て一体に接続された構成にすると
共に、それぞれの他端を上記基板の他端側に於て夫々端
子部として磁気ヘッドを構成することにある。

而して、鉄工の磁気ヘッドは、基板を形成する工程と、
常法により上記工程で形成した基板上に導電層を通富蒸
着又はスパッタリング等の薄膜形成手段により形成する
工程と、上記導電層上にその端子部及び次に蒸着等によ
り薄膜として形成される磁気抵抗素子のリード部を除き
絶縁層を蒸着等により薄膜として形成する工程と、上記
絶縁層上及び端子部を除く導電層上に一部分マスキング
した後、磁気抵抗素子を蒸着等により薄膜として形成す
る工程と、上記磁気抵抗素子の端子部を除く磁気抵抗素
子上及び絶縁層上に保護膜を蒸着等により薄膜として形
成する工程とにより製造し得るものである。

以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明する。

尚、以下の実施例に於ては、導電層、絶縁層、磁気抵抗
素子層及び保護膜の各薄膜を慣用の真空蒸着法によって
形成した場合につき説明を加えるが、各種の磁電変換素
子等の半導体デバイスの薄膜を形成する手段としての所
謂スパッタリング法、手法や価格が蒸着法に比してや一
複雑か幾分高価格となるイオンブレーティング法やＣＶ
Ｄ法等も適宜に適用可能なものである。

第２図は本発明にががる磁気エンコーダの磁気ヘッドの
一実施例を示す断面図（第３図中の■−■断面図）、第
３図は第２図に示した磁気ヘッドの平面図、第４図及び
第５図は第１工程段階で第２図に示した基板に導電層を
蒸着して形成した状態を示す側面図及び平面図、第６図
及び第７図は更に第２工程段階で絶縁層を蒸着して形成
した状態を示す側面図及び平面図、第８図及び第９図は
更に第３工程段階で磁気抵抗素子を蒸着して形成した状
態を示す側面図及び平面図、第１０図は本発明にかかる
磁気エンコーダの磁気ヘッドの化ノー実施例を示す断面
図（第１１図中のＸ−Ｘ断面図）、第１１図は第１０図
に示した磁気ヘッドの平面図、第１２図及び第１３図は
第１工程段階で第１０図に示した基板に導電層を蒸着し
て形成した状態を示す側面図及び平面図、第１４図は更
に導電層にカッティングを施した状態を示す平面図、第
１５図及び第１６図は更に第２工程段階で絶縁層を蒸着
して形成した状態を示す側面図及び平面図、第１７図及
び第１８図は更に第３工程段階で磁気抵抗素子を蒸着し
て形成した状態を示す側面図及び平面図、第１９図及び
第２０図は更に磁気抵抗素子にバターニングした状態を
示す拡大平面図及びその電気回路図である。

第２図乃至第９図中、５は基板６、導電層７、絶縁層８
、磁気抵抗素子９及び保護膜１０から成る磁気ヘッドで
ある。

而して、基板６は、ガラス及びシリコンウェハ等の材料
を用いるものであり、その他方の端面（磁気抵抗素子等
が蒸着される面と対向する裏面）で図示されていない本
体に取り付けられるものである。

導電層７ば、銅及びアルミニウム等の良導電性材料、望
ましくはパーマロイ等の良導電性で、更に高透磁率の材
料を用いるものであり、密性により基板６の一方の端面
の全面又は四辺の周縁部を除く略全面に蒸着する（第４
〜５図）。

絶縁層８は、ＳｉＯ，５ｉ０２及びＡｌ２Ｏ３等の材料
を用い、導電層７のリード部７ａ及び端子部７ｂを除く
導電Ｎ７上に蒸着する（第６〜７図）。

磁気抵抗素子９は、パーマロイ等の磁気抵抗効果合金、
例えば１１％Ｆｅ−残部Ｎｉ又は２２％Ｆｅ−残部Ｎｉ
等の材料を用い、絶縁層８の上及び導電層７のリード部
７ａの上に、適宜のマスキングを施した後、蒸着するか
、パターンマスキングはすることなく、絶縁層８上の端
子部７ｂを除く略全面に蒸着した後、ダイヤモンド等の
工具による数値制御スクライビング加工か、レーザ光線
等の粒子線による数値制御スキャンニング加工により所
定パターンを形成するもので、図示の場合の磁気抵抗素
子９のパターンは１字型でリード部９ａ、磁気検知部９
ｂ及び端子部９ｃから成る（第８〜９図）。

尚、磁気抵抗素子９のマスキング蒸着又は蒸着後のパタ
ーニング加工に当り、絶縁層８上に破線で囲まれたハン
チング部分９ｄで示した磁気抵抗素子９ｄは、目的に応
じてマスキング蒸着の際にわざわざ形成されるか、パタ
ーニング加工の際に除去する場合とがあるが、以下の実
施例外の説明に於ては、上記何れの場合であっても、図
示及び説明が省略されている。

保護膜１０は、上記絶縁層８，７と略同様なＳｉＯ等の
材料を用い、磁気抵抗素子９の端子部９ｃを除き、絶縁
層８及び磁気抵抗素子９の表面に蒸着されているもので
ある（第２〜３図）。

前記構成の磁気ヘッド５の製造方法に就いて説明する。

先ず、基板６を所望の形状に成形し、平滑な面が得られ
るようにランプ仕上を施し、洗浄した後、その面に１０
００〜５０００人程度の厚さに導電Ｎ７を蒸着する。

然る後、導電層７のリード部７ａ及び端子部７ｂを除い
た導電層７上に１ｏｏｏ人程度の厚さに絶縁層８を蒸着
するか或いはスパッタ等の方法でイ」着させ、絶縁層８
の面が０．０１μ程度以下の面粗度になるようにフォト
ランプ仕上を施し、再び洗浄する。

然る後、絶縁層８の面及び導電層７のリード部７ａ面に
所定のマスキングを施して磁気抵抗素子９を蒸着するか
、又は上記絶縁層８とリード部７ａの全面に蒸着をした
後磁気抵抗素子のパターニング加工を施すようにし、次
いで磁気抵抗素子９の面の端子部９Ｃを除く部分及び絶
縁層８の露出部に保護膜１０を蒸着する。

而して、磁気ヘッド５は、図示せぬ磁気エンコーダの本
体に取り付けられ、磁気コード盤の磁気マーク記録面と
保護膜１０表面側が殆ど接する状態で常時対向し、回動
又は摺動する磁気コード盤の磁気コードを順次読み取る
ことにより磁気エンコーダが角度又は位置の検出を行な
うものである。

而して、上記本発明によれば、リード部は、導電Ｎ７の
リード部７ａ及び磁気抵抗素子９のリード部９ａの外に
導電層７の絶縁層８が形成された部分がリード部となっ
ているものであるから、之等のリード部は従来のそれに
比べてその構造上からして抵抗が低く、従ってリード部
抵抗によって実効感度が低下する欠点を防止し得るもの
である。

第１０図乃至第２０図に本発明にかかる磁気エンコーダ
の磁気ヘッドの他の一実施例を示す。

第１Ｏ図乃至第２０図中、１１は前記実施例の磁気ヘッ
ド５と同様の目的の磁気ヘッドである。而して、磁気ヘ
ッド１１は、前記実施例と同様の基板１２、導電層１３
、絶縁層１４、磁気抵抗素子１５及び保護膜１６から成
る。

而して、磁気ヘッド１１は、基板１２の一方の端面の全
面又は四辺の周縁部を除く略全面に導電層１３を蒸着し
、その面を図示の如く変形マの字形１３Ａに所定の幅導
電層１３を除去するカッティングをし、導電層１３ａ及
び１３ｂに分割して設け（第１２〜１４図）導電層１３
のリート部１３Ｃ１１３ｄ及び１３ｅ並びに端子部１３
ｆ及び１３ｇをマスキング等により除き絶縁層１４を蒸
着しく第１５〜１６図）、絶縁層１４並びに導電Ｆｉ１
３のリード部１３Ｃ１１３ｄ及び１３ｅに磁気抵抗素子
１５を蒸着しく第１７〜１８図）、その面を磁気抵抗素
子１５のリード部１５ａ、１５ｂ及び１５ｃ並びに磁気
検知部１５ｄ　、　１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ、
１５ｉ、１５ｊ及び１５ｋ並びに端子部１５ρ、１５ｍ
、１５ｎ及び１５ｏにパターニングしく第１９図）、更
に導電層１３の端子部１３ｆ及び１３ｇ並びに磁気抵抗
素子１５の端子部１５ｊ２．１５ｍ、１５ｎ及び１５０
を除く部分に保護膜１６を蒸着しである（第１′０〜１
１図）。

尚、磁気ヘッド１１の各部材の材料は、前記実施例と同
様であり、又前記第１４図に於ける導電層１３のカッテ
ィング及び第１９図に於ける磁気抵抗素子１５に対する
パターニング加工は、ダイヤモンド工具等による数値制
御スクライビング加工等であっても良いが、レーザ光線
等の粒子線を利用した数値制御加工によるものが好まし
く、更に必要ならば、マスキングを施して、フォトエツ
チング、ケミカルエツチング又はドライエツチング等を
するようにするとか、或いは又マスキングを施して、導
電層及び磁気抵抗素子の蒸着をするようにすることもで
きる。

第１９図及び第２０図は、磁気へノド１１の内の導電層
１３と磁気抵抗素子１５とから成る構成及びその電気回
路を示すものであり、以下にその回路構成に就いて説明
する。

磁気ヘッド１１の端子部は、導電Ｊｉｉ１３の端子部１
３ｆ　（Ｇ）及び１３ｇ　（Ｂ）並びに磁気抵抗素子１
５の端子部１４Ｍ　（Ａ＋　）　、１５ｍ　（Ｂ１）　
、１５ｎ　（Ａ２　）及び１５０（Ｂ２）とから成る。

上記磁気抵抗素子１５の端子部１５β（Ａ１）は磁気検
知部１５ｄ（ａ２）及び１５ｅ　（ａ　＋　）　ニ導通
し、又端子部１５ｍ（Ｂ＋）は磁気検知部１５ｆ（ｂ＋
）及び１５ｇ（ｂ２）に導通し、又端子部１５ｎ（Ａ２
）は磁気検知部１５ｈ（ａ３）及び１５ｉ（ａ４）に導
通し、又端子部１５０（Ｂ２）は磁気検知部１５ｊ（ｂ
４）及び１５ｋ（ｂ３）に導通している。

更に上記磁気検知部１５ｄ　（ａ２）　、１５ｇ　（ｂ
２）、１５ｈ（ａ３）及び１５ｋ（ｂ３）はリード部１
５ａ（Ｇ）に導通し、又磁気検知部１５ｅ（ａ＋）及び
１５ｆ（ｂ＋）はリード部１５ｂ　（Ｂ）に導通し、又
磁気検知部１５ｉ（ａ４）及び１５ｊ（ｂ４）はリード
部１５ｃ　（Ｂ）に導通している。

更に上記リード部１５ａ　（Ｇ）は導電層１３のり−ト
°部１３Ｃに接触して導通し、更に導電層１３ａを通じ
て端子部１３ｆ　（Ｇ）に導通しており、又り−１・部
１５ｂ　（Ｂ）及び１５’ｃ　（Ｂ　）は導電層１３の
リード部１３ｄ及び１３ｅに接触して導通し、更に導電
層１３ｂを通じて端子部１３ｇ　（Ｂ）に導通している
。

依って第２０図に示す電気回路の如く、ホイートストン
ブリッジの並列回路、即ち２相出カブリツジ型の磁気抵
抗素子磁気ヘッドとなり精度の高い測定ができるもので
ある。

前記構成の磁気ヘッド１１の製造方法に就いて説明する
。

先ず、基板１２を所望の形状に成形し、平滑な面が得ら
れるようにラップ仕上を施し、洗浄した後、その面に１
０００〜５０００人程度の厚さに導電層１３を蒸着し、
その面をカッティング幅１０〜３０μ程度でカッティン
グし導電層１３ａ及び１３ｂに分割する。

然る後、導電層１３のリード部１３ｃ、１３ｄ及び１３
ｅ並びに端子部１３ｆ及び１３ｇを除いた導電層１３上
に１０００人程度０厚さに絶縁層１４を蒸着するか或い
はスパッタ等の方法で付着させ、絶縁層１４の面が０．
０１ｇ程度以下の面粗度になるようにフォトラップ仕上
ゲを施し、再び洗浄する。

然る後、絶縁層１４の面及び導電層１３のリード部１３
ｃ、１３ｄ及び１３ｅ面に磁気抵抗素子１５を蒸着し、
更に磁気抵抗素子１５をリード部１５ａ、１５ｂ及び１
５Ｃ並びに磁気検知部１５ｄ、　１５ｅ、１５ｆ、１５
ｇ、１５ｈ、　Ｌ５ｉ、　１５ｊ及び１５ｋ並びに端子
部１５β、１５ｍ、１５ｎ及び１５０にパターニングし
、然る後、導電層１３の面の端子部１３ｆ及び１３ｇ並
びに磁気抵抗素子１５の面の端子部１５ｊ２．１５ｍ、
、　１５ｎ及び１５０を除く部分並びに絶縁層１４の露
出部に保護膜１６を蒸着して完成する。

本発明ば鉄工の如く構成されるから、本発明によるとき
は、磁気ヘッドの充分な断面積があって低抵抗に形成さ
れた導電層をリード部として用いるので磁気抵抗素子の
リード部の抵抗による実すＪ感度の低下が全く生ぜず、
且つ基板の一方の側に、電源や信号入出力端子を集中さ
せ得るので配線等の作業が簡単となり、且つ磁気抵抗素
子を自由にパターニングし得るので設計上の如何なる要
求にも応じ得る新規な磁気エンコーダの磁気へ・ノｌ−
を提供し得るものである。

尚、本発明の構成は鉄工の実施例に限定されるものでは
な（、各構成要素の形状、寸法等は本発明の目的の範囲
内で自由に設計変更できるものであり、本発明はそれら
の総てを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気エンコーダの磁気ヘッドの分解斜視
図、 第２図は本発明にかかる磁気エンコーダの磁気ヘッドの
一実施例を示す断面図（第３図中のＩＩ　−■断面図）
、 第３図は第２図に示した磁気ヘッドの平面図、第４図及
び第５図は第１工程段階で第２図に示した基板に導電層
を蒸着した状態を示す側面図及び平面図、 第６図及び第７図は更に第２工程段階で絶縁層を蒸着し
た状態を示す側面図及び平面図、第８図及び第９図は更
に第３工程段階で磁気抵抗素子を蒸着した状態を示す側
面図及び平面図、第１０図は本発明にかかる磁気エンコ
ーダの磁気ヘッドの他の一実施例を示す断面図（第１１
図中のＸ−Ｘ断面図）、 第１１図は第１Ｏ図に示した磁気へノドの平面図、第１
２図及び第１３図は第１工程段階で第１０図に示した基
板に導電層を蒸着した状態を示す側面図及び平面図、 第１４図は更に導電層にカッティングを施した状態を示
す平面図、 第１５図及び第１６図は更に第２工程段階で絶縁層を蒸
着した状態を示す側面図及び平面図、第１７図及び第１
８図は更に第３工程段階で磁気抵抗素子を蒸着した状態
を示す側面図及び平面図、第１９図及び第２０図は更に
磁気抵抗素子にパターニングした状態を示す拡大平面図
及びその電気回路図である。 １−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一磁
気ヘノド２−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−一基板３−−−−−−−−−−−、−−−−−−−
−−一磁気抵抗素子３　ａ　−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−リード部３　ｂ　−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−一磁気検知部３ｃ、３
　ｄ　−−−−−−−−−−−−−−一端子部４−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−一保護膜５−一−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−一磁気ペッド６−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一基
板７−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一
導電層７　ａ　−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−リード部７　ｂ　−−−−−−−−−−−−−−・
−−−−一端子部８−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−一絶縁層９−−−−−−−−一−−−−−
−−−−−−一磁気抵抗素子９ａ・−−一−−−−−−
−−−−−−−−−−−一−−リード部９　ｂ　−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−一磁気検知部９
　ｃ　−−−−−−−−−−−−−−−−−−一−一端
子部ｉ　ｏ−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−一保護膜１１−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−一磁気ヘノド１２−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−一基板１３−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−一導電層１３ａ〜１３　ｅ　−−−−−
−−−−−−−−リード部１３ｆ、１３　ｇ　−−−−
−−−−−−−−一端子部１４−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−絶縁層１５−−−−−−−−
”−−・−−−−一−−−−−−−磁気抵抗素子１５　
ａ　”＝　１５　ｃ　−−−−−−−−−−−−−−−
リード部１５ｄ〜１５　ｋ　−−−−−−−−−−−−
一磁気検知部ＩＥＭ〜１５０−・−−−一一−−−−−
一端子部１６−−−　−−−−−−−−−−−−−−−
−−一−−−−−保護膜特許出願人　株式会社　井上ジ
ャパックス研究所代理人（７５２４）最上正大部 第１図 第２図　第３図 第４図　第５図 第６図　第７［ン１ 第８図　第９図 第１２１ゾ　第１３目１ 第１５図 第１１図　１１ 第　２０１ツー （ｉ 第１７図　第１８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１磁気エンコーダの磁気コード盤のコードを読み取
   る磁気ヘッドに於て、 基板と、上記基板上に蒸着等の薄膜形成手段により形成
   した導電層と、上記導電層上に蒸着等の薄膜形成手段に
   より形成した絶縁層と〜上記絶縁層上に蒸着等の薄膜形
   成手段により形成した磁気抵抗素子と、上記磁気抵抗素
   子上に蒸着等の薄膜形成手段により形成した保護膜とか
   ら成り、且つ上記導電層の一端と、上記磁気抵抗素子の
   一端とが上記薄膜部分に於て積層状態で一体に接続され
   ており、そして、上記導電層の他端と、上記磁気抵抗素
   子の他端とをそれぞれ端子部としたことを特徴とする上
   記の磁気ヘッド。 （２）　下記（ａ）項乃至（８１項記載の工程から成る
   ことを特徴とする磁気ヘッドを製造する方法。 ＜ａｌ　基板を形成する工程。 （ｂｌ　密性により上記工程で形成した基板上に導電層
   を蒸着等の薄膜形成手段により形成する工程。 （Ｃ１上記導電層上にその端子部及び次に蒸着等により
   薄膜として形成される磁気抵抗素子のリード部を除き絶
   縁層を蒸着等により薄膜として形成する工程。 （ｄｉ　上記絶縁層上及び端子部を除く導電階上に一部
   分マスキングした後、磁気抵抗素子を蒸着等により薄膜
   として形成する工程。 （ｅｌ　上記磁気抵抗素子の端子部を除く磁気抵抗素子
   上及び絶縁階上に保護膜を蒸着等により薄膜として形成
   する工程。