DE4200466C2 - Halterung für ein auf Magnetfeld ansprechendes Element, Magnetoresistor-Magnetkreis damit und Leiterrahmen zur Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung mit einem auf Magnetfeld ansprechenden Element, wie einem Magnetoresistor oder einem Hall-Effekt-Element, sowie einen Magnetoresistor- Magnetkreis damit und einen Leiterrahmen zur Herstellung.

Ein Magnetoresistor ist ein Bauelement, dessen Widerstands­ wert sich mit einem an das Bauelement angelegten Magnetfeld ändert, und ist deswegen als Magnetfeldfühler einsetzbar. Damit kann der Magnetoresistor als Geschwindigkeits- oder Lagefühler eingesetzt werden. Eine Form eines Magnetoresistors ist ein dünner Körper aus einem Halbleitermaterial mit hoher Trägerbeweglichkeit, wie Indiumantimonid (InSb) oder Indium­ arsenid (InAs), mit Endkontakten. Eine bevorzugte Form eines Magnetoresistors wird jedoch durch einen dünnen Film aus dem Halbleitermaterial gebildet und ist im einzelnen in US-PS 49 26 154, ausgegeben an J. P. Heremans u. a. am 15.5.1990 mit dem Titel "Indium Arsenide Magnetoresistor" beschrieben. Diese Art von Magnetoresistor umfaßt ein Substrat aus einem isolierenden Halbleitermaterial mit einem dünnen Film des Magnetoresistor- Materials an einer seiner Oberflächen in Form eines schmalen Streifens. Leitkontakte werden an den Enden des Magnetoresistor-Materialstreifens gebildet. Zur Verwen­ dung des Magnetoresistors als Geschwindigkeits- oder Lagefüh­ ler wurde er in eine magnetische Schaltung eingebaut, die einen Permanentmagneten enthält, auf dem das Magnetoresistor- Element und ein Erreger angebracht ist. Der Erreger ist ein Element hoher magnetischer Permeabilität mit einer Reihe von mit Abstand angebrachten, durch Schlitze getrennten Zähnen, das sich bezüglich des stationären Magnetoresistor-Elements bewegt zum Ändern der Reluktanz des magnetischen Kreises, um eine Änderung des Magnetflusses durch das Fühlerelement in einer Weise herbeizuführen, die der Lage der Zähne entspricht. Das Magnetoresistor-Element und der Permanentmagnet sind allgemein zu einer einzigen Fühlerhalterung ausgebildet, um die Halterung leicht über dem Erreger montieren zu können. Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausbildung einer Magnetoresistor-Fühlerhalterung 10, die sich zur Schaffung eines Bauelements mit hoher magnetischer Empfindlichkeit als geeignet erwiesen hat. Diese Fühlerhalterung und ihre Verwendung in einem Magnetkreis ist im einzelnen in US-PS 49 26 122 von T. Schroeder u. a., am 15.5.1990 ausgegeben mit dem Titel "High Sensitivity Magnetic Circuit" beschrieben. Die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 10 umfaßt einen Permanentmagneten 12 mit einer planaren Oberfläche 14, die mit einer Schicht 16 aus einem hochpermeablen magnetischen Metall wie Eisen beschichtet ist, die später als Ferromagnetschicht bezeichnet wird. Die Ferromagnetschicht 16 ist durch eine Schicht 18 aus elektrisch isolierendem Material wie synthetischem Kunststoffmaterial bedeckt. Mit Abstand voneinander angebrachte Verbindungsflecken 20 aus einem elektrisch leitenden Material befinden sich an der Isolierschicht 18. Ein Magnetoresistor-Element 22 ist an der Isolierschicht 18 zwischen den Verbindungsflecken 20 angebracht, wobei die nicht dargestellten Kontakte des Magnetoresistor-Elements 22 die Verbindungsflecken 20 berühren und elektrisch mit ihnen verbunden sind. Anschlußdrähte 24 sind elektrisch mit den Verbindungsflecken 20 verbunden und stehen von der Halterung 10 ab. Erforderlichenfalls kann eine Schutzbedeckung aus einem Isoliermaterial wie einem synthetischen Kunststoffmaterial über das Magnetoresistor- Element 22 und mindestens einen Teil des Permanentmagneten 12 geformt werden.

In Fig. 2 ist ein Magnetkreis 25 gezeigt, der die Magnetoresistor- Fühlerhalterung 10 aus Fig. 1 und einen Erreger 26 enthält. Der Erreger 26 ist ein Rad mit voneinander beabstandeten Zähnen 28, zwischen denen sich Schlitze 30 befinden. Das Magnetoresistor-Element 22 besteht in Form eines engen Streifens, der an der Zentrallinie der ferromagnetischen Schicht 18 angebracht und so angeordnet ist, daß er parallel zu den Zähnen 28 und den Schlitzen 30 des Erreger-Rades 26 verläuft. Die Breite des Magnetoresistor-Fühlerelements 22 ist wie die des Magneten 12 ein sehr wichtiger Auslegungsparameter, der die Empfindlichkeit des Fühlers beeinflußt, wie dies im einzelnen in US-PS 49 26 122 beschrieben ist. Die Länge des Magnetoresistor-Fühlerelements 22 wird so ausgewählt, daß sich eine ausreichend große aktive Fläche für den erforderlichen Widerstand und die Leistungsaufnahme ergibt. Theoretisch ist die Länge des Magnetoresistor-Elements 22 nur durch die Magnetgröße beschränkt. Um jedoch den Einfluß der magnetischen Endeffekte klein zu halten, liegen die Enden des Magnetoresistor-Elements 22 nicht zu dicht an den Kanten des Magneten 12.

Wie in US-PS 49 26 122 beschrieben, ändert sich bei dem Betrieb des Magnetkreises die Magnetfluß-Dichteverteilung mit der Bewegung des Erregers 22 quer zum Magnetoresistor-Fühler­ element. Die Magnetfluß-Dichteverteilung im Magnetoresistor- Fühlerelement 22 besitzt ein Höchstwert, wenn ein Zahn 28 mit dem Magnetoresistor-Fühlerelement 22 ausgerichtet ist, und einen Tiefstwert, wenn ein Schlitz 30 mit dem Magnetore­ sistor-Fühlerelement 22 ausgerichtet ist. Bei der Bewegung des Erregers 26 folgen die Höhen und Tiefen den Erregerzähnen 28 und -schlitzen 30 und ergeben so eine wandernde Welle der Flußdichte in Breitenrichtung des Fühlerelements 22. Diese ergibt ein Ausgangssignal des Magnetoresistor-Fühlerelements 22, das eine Lage oder eine Geschwindigkeit anzeigt. Die ferromagnetische Schicht 16 der Halterung 10 dient dazu, den Kontrast zwischen den Höhen und Tiefen in den Magnetfluß- Dichteverteilungen zu verbessern.

Obwohl das Magnetoresistor-Fühlerelement 10 einen Fühler mit gutem Ansprechverhalten schafft, besitzt es den Nachteil, daß es aus einer Anzahl von unterschiedlichen Teilen gebil­ det ist und beim Zusammenbau eine Anzahl unterschiedlicher Vorgänge benötigt. Für eine Massenfertigung ist es wünschens­ wert, eine solche Halterung aus weniger Teilen zu bilden, die mit weniger Schritten zusammengebaut werden können. Dadurch kann dann die Zusammenbauzeit und damit können die Gesamtkosten der Halterung reduziert werden.

Aus der US-PS 49 08 685 ist ein magnetoelektrischer Umwandler bekannt, der als Magnetfeld fühlendes Element einen III-V Dünnschichthalbleiter ausweist, der auf einer organischen Isolierschicht auf einem Substrat aufgebracht ist. Für die Herstellung eines derartigen elektromagnetischen Wandlers sind spezielle Verfahren zur Beschichtung des Substrats anzuwenden. Das Substrat ist auf einem Leiterrahmen angeordnet, dessen Anschlußfahnen mit den Kontakten des magnetfeldfühlenden Elements verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung der aus US-PS 49 26 122 bekannten Art so auszubilden, daß sie aus weniger Teilen besteht, die in wenigen Schritten zusammengebaut werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Halterung nach Anspruch 1 gelöst.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Halterung sind in den Ansprüchen 2 bis 21 gekennzeichnet. Magnetoresistor- Magnetkreise mit einer solchen Halterung und Leiterrahmen zu ihrer Herstellung sind Gegenstand der Ansprüche 22 und 23 bzw. 24 bis 28.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Magnetoresistorfühlers,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer be­ kannten Magnetkreisanordnung zur Benutzung des Magnetoresistorfühlers aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Magnetoresistor-Fühler;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Ma­ gnetkreises zur Benutzung des Magnetoresi­ stor-Fühlers aus Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Leiterrahmen, der zur Herstellung der Magnetoresistor-Fühlerhalterung nach Fig. 3 benutzt werden kann,

Fig. 6 eine Draufsicht zur Darstellung der Herstel­ lungsschritte der Magnetoresistor-Fühlerhalterung aus Fig. 3,

Fig. 7 eine Schnittansicht längs Linie 7-7 der Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Magnetoresistor-Füh­ ler,

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Magnetoresi­ stor-Fühler,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines ma­ gnetkreises zur Benutzung mit der Magnetore­ sistor-Fühlerhalterung aus Fig. 9,

Fig. 11 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Magnetoresistor-Füh­ ler mit drei An­ schlüssen, und

Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Führungsrahmen, der zur Ausbildung der Magnetoresistor-Füh­ lerhalterung aus Fig. 11 benutzt werden kann.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Zeichnungen nicht notwen­ digerweise maßstabgerecht dargestellt sind.

In den Fig. 3 und 4 ist jeweils eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Ma­ gnetoresistor-Fühler bzw. eine perspektivische Darstellung der Halterung 32 in einem Ma­ gnetkreis 33 gegeben. Die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 32 umfaßt ein Paar planare Schichten 34 aus einem Ferromagnetma­ terial mit einander gegenüberliegenden Kanten 36, die zuein­ ander in enger Nachbarschaftsbeziehung bestehen, so daß sich ein sehr enger Spalt 37 dazwischen ergibt. Der Spalt 37 sollte so eng wie praktisch möglich sein, um einen sehr engen Luftspalt zu schaffen. Wenn es erforderlich ist, kann der Spalt auch mit einem elektrisch nichtleitenden Magnetma­ terial wie einen mit Eisenteilchen gefüllten Epoxidharz ge­ füllt werden. Die Schichten 34 bestehen aus Ferromagnetmate­ rial, das auch elektrisch leitend ist, und besitzen damit in­ tegrale und davon abstehende Anschlußfahnen 38. Die Anschluß­ fahnen 38 stehen in zueinander entgegengesetzten Richtungen von den Schichten 34 ab, und diese Richtungen führen, wie dargestellt, jeweils von der entsprechenden gegenüberliegen­ den Kante 36 weg. Die Schichten 34 sind vorzugsweise aus einem relativ steifen Material gebildet, z. B. der Glasdich­ tungslegierung "42" der Firma Carpenter Steel Corporation, USA, die in Gewichtsanteilen aus 40% bis 42% Nickel, und Rest im wesentlichen Eisen besteht. Die magnetischen Eigen­ schaften dieses Materials ähneln denen des Eisens und sein thermischer Expansionskoeffizient befindet sich in der Nähe des Koeffizienten von Indiumantimonid und Indiumarsenid, den bevorzugten Materialien für das Magnetoresistor-Element.

Ein Magnetoresistor-Element 40 ist an den Schichten 34 ange­ bracht und mit ihnen verbunden. Das Magnetoresistor-Element 40 hat die Form eines länglichen Streifens und umfaßt, wie in US-PS 49 26 154 beschrieben, ein Substrat aus einem isolie­ renden Material, wie Galliumarsenid, an dessen einer Oberflä­ che sich eine dünne aktive Schicht 42 aus einem Magnetoresi­ stor-Material wie Indiumantimonid oder Indiumarsenid befin­ det. Elektrisch leitende Kontakte 44 sind an der aktiven Schicht 42 an deren Enden angeordnet. Das Magnetoresistor- Element 40 ist an beiden Schichten 34 so angebracht, daß es sich über den Spalt 37 zwischen den Kanten 36 erstreckt. Das Magnetoresistor-Element 40 befindet sich vorzugsweise im Zen­ trum der Schichten 34 und erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zu den Kanten 36. Wie gezeigt, ist jeder Kontakt 44 elektrisch mit einer separaten Schicht 34 mittels eines Anschlußdrahtes 46 verbunden. Das Magnetoresistor-Element 40 kann jedoch auch an den Schichten 34 so angebracht sein, daß die Kontakte 34 sich in direkte Berührung mit den Schichten 34 befinden und mit ihnen verbunden sind, um so die Anschluß­ drähte 46 zu umgehen. Bei dieser Anordnung sollte die aktive Schicht 43 des Magnetoresistor-Elements 40 mit einem Isolier­ material beschichtet sein, um so die aktive Schicht 42 gegen die Schichten 34 zu isolieren.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Permanentmagnet 48 an den dem Magnetoresistor-Element 40 gegenüberliegenden Seiten der Schichten 34 angeordnet. Der Permanentmagnet 48 besitzt eine Größe, die im wesentlichen nicht die kombinierten Flächen der Schichten 34 übertrifft, so daß die Anschlußfahnen 38 über den Permanentmagneten 48 hinaus vorstehen. Der Perma­ nentmagnet 48 ist mit den Schichten 34 durch ein elektrisch isolierendes (nicht dargestelltes) Verbindungsmaterial ver­ bunden, um so den Permanentmagneten 48 gegen die Schichten 34 elektrisch zu isolieren. Diese Art von Isolierschicht ist als Schicht 16 in Fig. 1 dargestellt. Wenn gewünscht, kann eine (nicht dargestellte) Schutzbeschichtung aus einem Iso­ liermaterial über die Schichten 34, das Magnetoresistor-Ele­ ment 40 und die Seitenflächen des Permanentmagneten 48 ausgebildet werden.

Die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 32 ist aus einer minimalen Anzahl von Teilen (d. h. den Ferromagnet-Schichten 34, dem Ma­ gnetoresistor-Element 40 und dem Permanentmagneten 48) gebil­ det, so daß sie relativ kostengünstig herzustellen ist. In der Halterung 32 dienen die Ferromagnet-Schichten 34 der doppel­ ten Funktion, die Magnetempfindlichkeit des Fühlers zu ver­ bessern und die elektrischen Verbindungen zu dem Magnetoresi­ stor-Fühlerelement 40 zu schaffen. Zwar sind die Anschlußfah­ nen 38 so dargestellt, daß sie von den Seiten des Permanent­ magneten 48 nach außen abstehen, jedoch können sie auch in verschiedener Weise je nach Wunsch gebogen werden. Sie soll­ ten jedoch nicht so gebogen sein, daß sie sich in Längsrich­ tung dicht an den Seiten des Permanentmagneten befinden, da sie sonst den Magneten teilweise kurzschließen und dadurch die Größe der verfügbaren Magnetfeld-Intensität herabsetzen würden.

Die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 32 wird in einem Magnetkreis verwendet, in dem sie über einem Erreger 26 nach Fig. 4 ange­ bracht wird. Um sich der gesamten Vorteile der Ferromagnet- Schicht 34 zu erfreuen, muß der Spalt 37 zwischen den Kanten 36 der Schichten 34 so eng wie möglich sein. Vorzugs­ weise sollte der Spalt 37 auch in solcher Weise ausgerichtet sein, daß er die Fortpflanzung der wandernden Flußdichtewel­ le nicht stört. Das bedeutet, daß der Spalt 37 so gerichtet sein sollte, daß die Wanderwelle sich nicht über ihn hinweg­ bewegen muß. Das wird nach Fig. 4 dadurch erreicht, daß die Kanten 36 der Ferromagnet-Schichten 34 in Bewegungsrichtung des Erregers 26 ausgerichtet wird, die durch den Pfeil 50 dargestellt ist. Da das Magnetoresistor-Fühlerelement 40 sich über den Spalt 37 zwischen den Kanten 36 der Ferroma­ gnet-Schichten 34 erstreckt, genießt der Abschnitt des Magne­ toresistor-Elements 40 über dem Spalt nicht vollständig die Magnetflußdichte-Verbesserung, die durch die Ferromagnet- Schicht 34 geschaffen wird, so daß eine gewisse Abnahme der Magnetkreis-Gesamtempfindlichkeit auftreten kann. Dieser Effekt kann jedoch klein gehalten werden, wenn man das Magne­ toresistor-Element 40 viel länger macht als die Breite des Spalts 37.

Ein Verfahren zur Herstellung der Ferromagnet-Schichten 34 benutzt einen Leiterrahmen 52 nach Fig. 5. Der Leiterrahmen 52 ist ein länglicher ebener Streifen des Ferromagnet-Materials mit sich längs der länglichen Seiten des Leiterrahmens 52 er­ streckenden schmalen Seitenstreifen 54. Eine Vielzahl von rechteckigen Bereichen 56 sind mit Abstand voneinander zwi­ schen und parallel zu den Seitenstreifen 54 angeordnet. Jeder rechteckige Bereich 56 ist mit den Seitenstreifen 54 durch Verbindungsstreifen 60 verbunden, die sich zwischen den rechteckigen Bereichen 56 und den Seitenstreifen 54 im wesentlichen senkrecht zu den Seitenstreifen 54 erstrecken. Jeder rechteckige Bereich 56 besitzt einen schmalen, sich durch ihn hindurch erstrec­ kenden Schlitz 62, der sich mit größerer Ausdehnung als der rechteckige Bereich 56 im wesentlichen parallel zu den Sei­ tenstreifen 54 und in die Verbindungsstreifen 58 erstreckt.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Draufsicht bzw. eine Schnittdar­ stellung des Leiterrahmens 52 gezeigt zur Verdeutlichung der Verfahrensschritte zum Herstellen einer Magnetoresistor-Füh­ lerhalterung 10 mit Leiterrahmen 52. Dieses Verfahren umfaßt zuerst das Anbringen eines Magne­ toresistor-Elements 40 an einer Oberfläche jedes rechtecki­ gen Bereichs 56, wobei das Fühlerelement 40 sich über den Schlitz 62 erstreckt, wie in der Position a gezeigt. Die (in Fig. 6 und 7 nicht dargestellten) Kontakte 44 des Fühlerele­ ments 40 sind entweder durch Zuleitungsdrähte oder durch di­ rekte Verbindung mit den rechteckigen Bereichen 56 elek­ trisch mit den rechteckigen Bereichen 56 verbunden. Ein Per­ manentmagnet 48 ist dann an die andere Oberfläche jedes rechteckigen Bereichs 56 angesetzt und damit verbunden, wie in Position b in Fig. 7 dargestellt. Wie in Position c ge­ zeigt, wird dann eine Schutzschicht 64 aus einem Isoliermate­ rial wie synthetischem Kunststoff über das Magnetoresistor- Fühlerelement 40, den rechteckigen Bereich 56 und die Seiten des Permanentmagneten 48 geformt oder aufgetragen. Diese Be­ schichtung schützt das Magnetoresistor-Fühlerelement 40 und hilft die Teile zusammenzuhalten. Wie in Position d ange­ zeigt, werden die Verbindungsstreifen 58 und 60 quer durchge­ schnitten zum Trennen der Halterung 10 von dem Leiterrahmen 52. Die Verbindungsstreifen 58 werden an den Enden der Schlitze 62 längs der Linie 59 so geschnitten, daß die rechteckigen Bereiche 56 in die beiden Schichten 34 elektrisch getrennt werden. Die Verbindungsstreifen 60 sind an ihren Verbindungs­ stellen mit den Seitenstreifen 54 längs der Linien 61 abge­ schnitten, um so die Anschlußfahnen 38 der Halterung 10 zu bilden.

Zwar wurde die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 10 so beschrieben, daß der Permanentmagnet 48 an der Schicht 34 angebracht ist, bevor die Schutzbeschichtung darauf aufgebracht wird, doch kann die Halterung 10 auch ohne Permanentmagnet 48 hergestellt werden. In diesem Fall wird das Magnetoresistor-Fühlerele­ ment 40 an den Schichten 34 angebracht und die Kontakte 44 werden mit den Schichten 34 elektrisch verbunden. Die Schutz­ beschichtung wird dann über das Magnetoresistor-Fühlerele­ ment 40 und eine Seite der Schichten 34 geformt oder aufge­ bracht. Falls die Schichten 34 einen Teil des Leiterrah­ mens 52 bilden, werden die Verbindungsstreifen 58 und 60 so geschnitten, daß sie die Halterung 10 von dem Leiterrahmen 52 trennen. Der Permanentmagnet 48 ist an der anderen Fläche der Schicht 34 später entweder durch den Hersteller oder durch den Benutzer anzubringen. Die Magnetisierung des Perma­ nentmagneten 48 kann vor oder nach dem Zusammenbau der Halterung ausgeführt werden oder in einer Zwischenstufe des Zusammen­ bauvorgangs.

Die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 10 wurde so beschrieben, daß das Magnetoresistor-Fühlerelement 40 an den Ferromagnet- Schichten 34 so angebracht wurde, daß es sich über den Spalt 34 zwischen den Kanten 36 der Schichten 34 erstreckt; es ist jedoch nicht notwendig, daß das Magnetoresistor-Fühlerele­ ment 40 sich über den Spalt 37 erstreckt.

In der Fig. 8 ist eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Magnetoresistor- Fühler 132 gezeigt. Ein Magnetoresi­ stor-Fühlerelement 40 ist an einer von zwei Ferromagnet- Schichten 134 angebracht, die mit voneinander einen Abstand aufweisende Kanten 136 mit dazwischen ausgebildeten Spalt 137 besitzen. Kontakte 44 des Magnetoresistor-Fühlerelements 40 sind jeweils elektrisch mit einer der beiden voneinander getrennten Ferromagnet-Schichten 136 durch je einen Anschluß­ draht 146 verbunden. Wenn die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 132 in einem Magnetkreis verwendet wird, ist es am besten, wenn der Spalt 137 sich in Bewegungsrichtung eines Anregers wie dem Anreger 26 in Fig. 4 erstreckt. Es ist jedoch auch ein Anbringen der Halterung 132 mit dem engen Spalt 137 senkrecht zur Anreger-Bewegungsrichtung bei manchen Anwendungen annehm­ bar.

In Fig. 9 und 10 sind eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Magnetore­ sistor-Fühler bzw. eine per­ spektivische Ansicht der Halterung 232 in einem Magnetkreis 233 gezeigt. Die Halterung 232 umfaßt zwei Ferromagnet-Schichten 234 mit Kanten 236 in eng benachbarter Beziehung zueinander zur Erzeugung eines engen Zwischenspalts 237. Anschlußfahnen 238 sind integral mit jeweils einem Ende jeder Schicht 234 ausge­ bildet und stehen im wesentlichen parallel zu den Kanten 236 ab. Die Anschlußfahnen 238 stehen in zueinander entgegenge­ setzten Richtungen von den Schichten 234 ab. Ein Magnetoresi­ stor-Fühlerelement 40 ist an den Ferromagnet-Schichten 234 angebracht und erstreckt sich über den Spalt 237. Kontakte 44 des Magnetoresistor-Fühlerelements 40 sind elektrisch mit den Ferromagnet-Schichten 234 durch jeweils getrennte An­ schlußdrähte 246 verbunden.

Wie in Fig. 10 gezeigt, ist ein Permanentmagnet 48 an der dem Magnetoresistor-Fühlerelement 40 gegenüberliegenden Fläche der Ferromagnet-Schichten 234 angebracht. Wenn die Halterung 234 in dem Magnetkreis 233, wie in Fig. 10 gezeigt, ver­ wendet wird, wird die Halterung 232 über einem Anreger 26 so ange­ bracht, daß der Spalt 237 zwischen den Ferromagnet-Schichten 234 mit der Bewegungsrichtung des Anregers 26 ausgerichtet ist. Damit erstrecken sich die Anschlußfahnen 238 auch in Be­ wegungsrichtung des Anregers 26.

Die beschriebene Magnetoresistor-Fühlerhalterung hat zwei Anschlüsse, jedoch kann sie auch mehr als zwei Anschlüsse haben. Eine Halterung mit drei Anschlüssen ist nützlich bei Doppelmagnetoresi­ storen mit drei Kontakten.

In Fig. 11 ist eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung mit einem Magneto­ resistor-Fühler mit drei Anschlüssen gezeigt. Die Ma­ gnetoresistor-Fühlerhalterung 64′ umfaßt drei planare Ferromagnet- Schichten 66, 68 und 70 in paralleler Anordnung, wobei die Schicht 68 zwischen den Schichten 66 und 70 liegt. Die Zwi­ schenschicht 68 hat einander gegenüberliegende Kanten 72, die geringen Abstand von den Kanten 74 und 76 der Schichten 66 bzw. 70 besitzen, so daß erste und zweite enge Spalte 78 dazwischen gebildet werden. Anschlußfahnen 80, 82 und 84 sind integral mit den Schichten 66, 68 bzw. 70 ausgebildet und stehen jeweils von einem Ende derselben ab. Die Anschluß­ fahnen 80, 82 und 84 erstrecken sich parallel zu den Spalten 78, wobei die von der Zwischenschicht 68 abstehende Anschluß­ fahne 82 in einer Richtung entgegengesetzt zu der absteht, in der die Anschlußfahnen 80 und 84 von ihren jeweiligen Schichten 66 bzw. 70 abstehen.

Ein Magnetoresistor-Fühlerelement 86 mit drei Kontakten 88 ist an einer Oberfläche der Zwischenschicht 68 angebracht. Jeder Kontakt 88 ist elektrisch mit einer anderen Schicht 66, 68 oder 70 durch getrennte Anschlußdrähte 90 verbunden. Ein (nicht dargestellter) Permanentmagnet ist an der dem Ma­ gnetoresistor-Fühlerelement 86 gegenüberliegenden Oberfläche der Schichten 66, 68 und 70 angebracht. Wenn gewünscht, kann eine (nicht dargestellte) Schutzbeschichtung über das Magnet­ oresistor-Fühlerelement 86, eine Oberfläche der Schichten 66, 68 und 70 und die Seitenflächen des Permanentmagneten ge­ formt oder aufgetragen werden. Bei der Verwendung der Magnet­ oresistor-Fühlerhalterungen 64′ in einem (nicht dargestellten) Ma­ gnetkreis wird die Halterung 64′ über einem (nicht dargestellten) Anregerrad so angebracht, daß sich die Spalte 78 vorzugswei­ se in der gleichen Richtung erstrecken, wie die Bewegung des Anregerrades verläuft. Die Anschlußfahnen 82, 84 und 86 er­ strecken sich auch in der gleichen Bewegungsrichtung des An­ regers.

Die Ferromagnet-Schichten 66, 68 und 70 und ihre Anschlußfah­ nen 80, 82 bzw. 84 können aus einem Leiterrahmen, wie dem Leiter­ rahmen 92 in Fig. 12 gebildet werden. In Fig. 12 ist der Leiterrahmen 92 gezeigt, der zwei einen Abstand voneinander aufweisende parallele Seitenstreifen 94 und 96 umfaßt mit Gruppen von drei parallelen Streifen 98, 100 und 102, die sich zwischen den Seitenstreifen im wesentlichen senkrecht dazu mit einem engen Spalt zwischen benachbarten Streifen er­ strecken. Nur drei vollständige Gruppen der drei parallelen Streifen 98, 100 und 102 sind dargestellt. Die rechte Endgruppe ist mit Schraffurlinien durch jeden Streifen darge­ stellt, um die Identifizierung der Gruppen leichter ansich­ tig zu machen. Jeder äußere Streifen 98 bzw. 102 jeder Gruppe ist an einem Ende direkt an dem Seitenstreifen 94 und an dem anderen Ende durch einen schmalen Verbindungsstreifen 104 mit dem Seitenstreifen 96 verbunden. Der Mittelstreifen 100 jeder Gruppe ist an einem Ende direkt mit dem Seiten­ streifen 96 und an seinem anderen Ende durch einen schmalen Verbindungsstreifen 104 mit dem Seitenstreifen 94 verbunden. Jeder Außenstreifen 98 und 102 ist mit einem Außenstreifen einer benachbarten Gruppe durch einen Verbindungsstreifen 106 verbunden.

Die Magnetoresistor-Fühlerhalterung 64 der Fig. 11 ist herge­ stellt unter Benutzung des Leiterrahmens 92, in dem zuerst ein Magnetoresistor-Fühlerelement 86 an einer Fläche des Mittel­ streifens 98 einer aus den Streifen 98, 100 und 102 bestehen­ den Gruppe angebracht wird. Die Kontakte 88 des Magnetoresi­ stor-Fühlerelements 86 werden elektrisch mit den Streifen 98, 100 und 102 durch Anschlußdrähte 90 verbunden. Erforder­ lichenfalls kann ein Permanentmagnet an den dem Magnetoresi­ stor-Fühlerelement 86 gegenüberliegenden Seiten der Streifen 98, 102 und 100 befestigt werden. Eine Schutzbeschichtung kann über das Magnetoresistor-Fühlerelement 86 und eine Sei­ tenfläche der Streifen 98, 100, 102 zusammen mit dem ggf. vor­ handenen Permanentmagneten geformt oder aufgetragen werden. Die Streifen 98, 100 und 102 werden dann längs ihrer Verbin­ dung mit den Seitenstreifen 94 und den Verbindungsstreifen 104 geschnitten, wie durch die gestrichelten Linien 108 und 110 gezeigt, und die Außenstreifen 98 und 102 werden längs ihrer Verbindungen mit den Verbindungsstreifen 106 geschnitt­ en, wie durch die gestrichelten Linien 112 gezeigt, um die Halterung 64′ vom Leiterrahmen 92 zu trennen.

Die beschriebenen Magnetoresistor- Fühlerhalterungen werden aus einer minimalen Anzahl von Teilen hergestellt, so daß sie relativ leicht zusammenzu­ bauen und relativ kostengünstig herzustellen sind. Bei den beschriebenen Halterungen dienen die Ferromagnet- Schichten einer Doppelfunktion der Verbesserung der Magnet­ empfindlichkeit des Magnetoresistor-Fühlerelements und der Schaffung der elektrischen Anschlüsse für das Magnetoresi­ stor-Fühlerelement. Zusätzlich können die Ferromagnet-Schich­ ten als Teil eines Leiterrahmens ausgebildet sein, der das Ma­ gnetoresistor-Fühlerelement und den Permanentmagneten wäh­ rend des Zusamenbaus der Halterung abstützt. Dadurch wird der Zu­ sammenbau der Halterung weiter vereinfacht.

Die beschriebenen Halterungen können anstelle von Magnetoresistor- Elementen auch für irgendeine andere Art von auf Ma­ gnetfelder ansprechenden Bauelementen wie einem Hallef­ fekt-Bauelement, einer Magnetodiode oder einem gleichartigen Bauelement benutzt werden. Die Halterung mit drei Anschlüssen nach Fig. 11 ist besonders für ein Halleffekt-Bauelement mit drei Anschlüssen ge­ eignet. Statt zwei oder drei Anschlüssen kann die Halterung auch jede gewünschte Anzahl von An­ schlüssen besitzen. Die Ferromagnet-Schichten können aus jedem Material hergestellt werden, das Magneteigenschaften besitzt und elektrisch leitend ist. Wie vorher festgestellt, kann die Halterung mit an den Ferromagnet-Schichten angebrachtem Permanentmagneten oder ohne einen solchen hergestellt werden. Wenn sie anfangs ohne Permanentmagnet gefertigt wird, kann der Permanentmagnet später entweder durch den Herstel­ ler oder den Benutzer der Halterung angebracht werden. Das Magne­ toresistor-Fühlerelement wurde beschrieben mit einer Schicht von Halbleitermaterial an einem Substrat, jedoch kann es auch jeden anderen bekannten Aufbau eines Magnetoresistor- Fühlerelements aufweisen.

Claims (28)

1. Halterung mit einem auf Magnetfeld ansprechenden Element, wobei die Halterung eine planare Schicht aus einem magnetischen und elektrisch leitenden Material umfaßt, auf deren Oberfläche das auf Magnetfeld ansprechende Element angeordnet ist, wobei das Element einen aktiven Bereich aus einem auf Magnetfeld ansprechenden Material aufweist und mit getrennten Kontakten an dem aktiven Bereich und mit an jeweils den Kontakten angeschlossenen elektrischen Verbindungsmitteln versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die planare Schicht aus mindestens zwei planaren Teilschichten (34; 134; 234, 66, 68, 70) aus dem magnetisch und elektrisch leitenden Material besteht, wobei die Teilschichten (34; 134; 234; 66, 68, 70) Kanten (36; 136; 236; 72, 74, 76) besitzen, die eng zueinander benachbart sind und so einen engen Spalt (37; 137; 237; 78) dazwischen schaffen, daß eine Anschlußfahne (38; 238; 80; 82; 84) integral mit jeder Teilschicht (34; 134; 234; 66, 68, 70) ausgebildet ist und von ihr absteht, daß das auf Magnetfeld ansprechende Element (40; 86) auf einer Oberfläche mindestens einer Teilschicht (34; 134; 234; 66, 68, 70) angeordnet ist, und daß die elektrischen Verbindungsmittel (46; 146; 246; 90) elektrisch jeden Kontakt (44; 88) des auf Magnetfeld ansprechenden Elements (40; 86) mit jeweils einer der Teilschichten (34; 134; 234; 66, 68, 70) verbinden.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Magnetfeld ansprechende Element (40) sich über den Spalt (37; 237) zwischen den Teilschichten (34, 234) erstreckt und auf beiden Schichten (34; 234) aufsitzt.

3. Halterung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Magnetfeld ansprechende Element (40) schmal ist und eine wesentlich größere Länge als Breite aufweist und daß die Kontakte (44) sich an den Enden des Elements (40) befin­ den.

4. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Magnetfeld ansprechende Element ein Magnetoresistor (40) ist, der eine Schicht (42) aus einem magnetoresistiven Halbleitermaterial auf einem Substrat und mit Abstand von­ einander angebrachte Kontakte (44) an der Schicht (42) umfaßt.

5. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Verbinden der einzelnen Kontakte (44) mit je­ weils einer Teilschicht (34; 234) ein Anschlußdraht (46, 246) ist.

6. Halterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ma­ gnetoresistor-Element (40) an den Teilschichten (34; 234) so angebracht ist, daß die Kontakte (44) direkt mit den Schichten (34; 234) zur elektrischen Verbindung mit den­ selben in Eingriff sind.

7. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede An­ schlußfahne (38) von der Kante der jeweiligen Teilschicht (34) absteht, die zu den einander zugewendeten Kanten (36) der Teilschichten (34) entgegengesetzt liegt.

8. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiter eine Schutzschicht (64) eines isolierenden Materials das auf Magnetfeld ansprechende Element (40) und die eine Oberfläche der Teilschichten (34) überdeckt.

9. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiter ein Permanentmagnet (48) an der dem auf Magnetfeld anspre­ chenden Element (40) gegenüberliegenden Oberfläche der Teilschichten (34) angebracht und von diesen Flächen isoliert ist.

10. Halterung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß weiter eine Schutzschicht (64) aus einem isolierenden Material das auf Magnetfeld ansprechende Element (40), die eine Fläche der Teilschichten (34) und die Seitenflächen des Per­ manentmagneten (48) überdeckt.

11. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschichten (34) und die Anschlußfahnen (38) aus relativ steifem ferromagneti­ schem Material gebildet sind.

12. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlußfahnen (238) von den jeweiligen Teilschichten (234) im wesentlichen parallel zu den einander gegenüberliegenden Kanten (236) der Teilschichten (234) abstehen.

13. Halterung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß weiter ein Permanentmagnet (48) an der dem auf Magnet­ feld ansprechenden Element (40) gegenüberliegenden Ober­ fläche der Teilschichten (234) angebracht und von ihnen iso­ liert ist.

14. Halterung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß weiter eine Schutzschicht aus einem isolierenden Mate­ rial das auf Magnetfeld ansprechende Element (40), die Teilschichten (234) und die Seitenflächen des Permanentmagne­ ten (48) überdeckt.

15. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlußfahnen (238; 80, 82, 84) von ihren jeweiligen Teilschichten (134; 234; 66, 68, 70) im wesentlichen paral­ lel zu den einander gegenüberliegenden Kanten (136; 236; 72, 74, 76) der Teilschichten (134; 234; 66, 68, 70) abstehen.

16. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Magnetfeld ansprechende Element (40, 86) nur an einer Teilschicht (134; 68) angebracht ist.

17. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie drei parallele planare Teilschichten (66, 68, 70) umfaßt, wobei eine zwischen zwei äußeren Teilschichten (66, 70) liegende Zwischenteilschicht (68) mit ihren einander gegenüberliegen­ den Kanten (72) jeweils einen kleinen Abstand von einer Kante (74, 76) einer äußeren Teilschicht (66, 70) be­ sitzt, so daß enge Spalte (78) zwischen den Teilschichten (66, 68, 70) gebildet werden, und daß das auf Magnetfeld an­ sprechende Element (86) drei Kontakte (88) besitzt und jeder Kontakt (88) elektrisch mit jeweils einer Teilschicht (66, 68, 70) verbunden ist.

18. Halterung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Magnetfeld ansprechende Element (66) an der Zwischenteilschicht (68) angebracht ist.

19. Halterung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahne (82) der Zwischenteilschicht (68) in einer Richtung davon absteht und die Anschlußfahnen (80, 84) der äußeren Teilschichten (66, 70) in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung abstehen, in der die Anschluß­ fahne (82) der Zwischenteilschicht (68) absteht.

20. Halterung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß weiter ein Permanentmagnet an den dem auf Magnetfeld an­ sprechenden Element (86) gegenüberliegenden Flächen der Teilschichten (66, 68, 70) befestigt ist.

21. Halterung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß weiter eine Schutzschicht das auf Magnetfeld ansprechen­ de Element (86) und die Teilschichten (66, 68, 70) über­ deckt.

22. Magnetoresistor-Magnetkreis mit einer Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei der das auf Magnetfeld ansprechende Element ein Magnetoresistor-Element ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetoresistor-Element (40) über einem Anreger (26) mit durch Schlitze auf Abstand gehaltenen Zähnen diesem zugewandt angebracht ist und daß der Anreger (26) quer zum Magnetoresistor-Element (40) bewegbar ist.

23. Magnetoresistor-Magnetkreis nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spalt (37, 237) zwischen den Teilschichten (34; 234) sich längs der Bewegungsrichtung (50) des Anregers (26) erstreckt.

24. Leiterrahmen zur Herstellung einer Halterung für ein auf Magnet­ feld ansprechendes Element nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterrahmen (52) einen länglichen Streifen aus Ferromagnet-Mate­ rial mit parallelen Abstand voneinander aufweisenden Sei­ tenstreifen (54) umfaßt, mit einer Vielzahl von rechteckigen Be­ reichen (56), die in Abstandsbeziehung zueinander zwi­ schen den Seitenstreifen (54) und parallel zu diesen an­ geordnet sind, sich zwischen den rechteckigen Bereichen (56) und den Seitenstreifen (54) erstreckenden Verbin­ dungsstreifen (60) und einem engen, sich parallel zu den Seitenstreifen (54) erstreckenden Schlitz (62) in jedem rechteckigen Bereich.

25. Leiterrahmen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzliche Verbindungsstreifen (58) umfaßt, die sich zwischen benachbarten rechteckigen Bereichen (56) er­ strecken, wobei die Schlitze (62) in die zusätzlichen Verbindungsstreifen (58) hineinreichen.

26. Leiterrahmen zum Herstellen einer Halterung mit einem auf Magnet­ feld ansprechenden Element nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterrahmen (92) einen länglichen flachen Streifen aus einem Ferro­ magnet-Material mit voneinander einen Abstand aufweisen­ den parallelen Seitenstreifen (94, 96) und einer Viel­ zahl von Gruppen aus drei mit Abstand voneinander verse­ henen parallelen Streifen (98, 100, 102) umfaßt, die sich zwi­ schen den Seitenstreifen (94, 96) erstrecken und mit ihnen verbunden sind, wobei der zwischen den äußeren Streifen (98, 102) liegende Strei­ fen (100) jeder Gruppe einander gegenüberliegende Kanten (72) besitzt, die in enger Abstandsbeziehung zu einer be­ nachbarten Kante (74, 76) der beiden äußeren Streifen (98, 102) der Gruppe sind, um so enge Spalte (78) zwi­ schen den Streifen (98, 100, 102) zu bilden.

27. Leiterrahmen nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Streifen (98, 100, 102) jeder Gruppe ein direkt mit einem der Seitenstreifen (94, 96) verbundenes Ende und einen schmalen Verbindungsstreifen (104) besitzt, der das andere Ende des Streifens mit dem anderen Seiten­ streifen (94, 96) verbindet.

28. Leiterrahmen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Verbindungsstreifen (106) die äußeren Strei­ fen (98, 102) jeder Gruppe mit einem äußeren Streifen (98, 102) einer benachbarten Gruppe verbinden.