JP2015052571A - 歪検知装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気シールド特性に優れた製品を生産性高く提供することができる歪検知装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る歪検知装置は、基板と、蓋部と、枠部と、検知部と、を含む。基板は、第１面を有する。蓋部は、第１面の上に設けられる。枠部は、基板と蓋部との間に設けられ、磁性体を含み、非導通性である。検知部は、基板と蓋部との間であって枠部の内側に設けられ、磁気抵抗効果素子を有する。検知部は、固体部と、磁気抵抗効果素子が設けられた可動部と、を有する。磁気抵抗効果素子は、磁化の向きが第１面に沿った方向に固定された固定層と、磁化の向きが固定されていない自由層と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、歪検知装置及びその製造方法に関する。

情報、通信機器等の電子機器の軽薄短小化に伴い、配線基板への部品実装密度が高まっている。このため、電子機器では、電子部品間の電磁干渉（ＥＭＩ：Electro Magnetic Interferenc）の防止が重要な課題となっている。電子機器には、磁気抵抗効果素子を用いた歪検知装置が実装されているものがある。この歪検知装置では、外部磁場の存在が磁気抵抗効果素子の特性に影響を与えやすい。歪検知装置の電磁場対策としては、部品表面を金属ケースで囲う手法や、導電メッキなどの導電体で覆うシールディングなどの手法が用いられる。歪検知装置においては、磁気シールド特性に優れた製品を生産性高く提供することが望ましい。

米国特許第６７８１２３１号明細書

本発明の実施形態は、磁気シールド特性に優れた製品を生産性高く提供することができる歪検知装置及びその製造方法を提供する。

実施形態に係る歪検知装置は、基板と、蓋部と、枠部と、検知部と、を含む。基板は、第１面を有する。蓋部は、第１面の上に設けられる。枠部は、基板と蓋部との間に設けられ、磁性体を含み、非導通性である。検知部は、基板と蓋部との間であって枠部の内側に設けられ、磁気抵抗効果素子を有する。

図１（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る歪検知装置の構成を例示する模式図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、磁気抵抗効果素子を例示する模式図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、応力による磁化の向きの変化を例示する模式図である。 図４は、応力と電気抵抗の値との関係を例示する図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、歪検知装置の製造方法を例示する模式的断面図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、歪検知装置の製造方法を例示する模式的断面図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、歪検知装置の製造方法を例示する模式的断面図である。 図８は、第３の実施形態に係る歪検知装置を例示する模式的断面図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は、歪検知装置の製造方法を例示する模式的断面図である。 図１０（ａ）及び（ｂ）は、歪検知装置の製造方法を例示する模式的断面図である。 図１１は、電子機器を例示する模式的斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る歪検知装置の構成を例示する模式図である。
図１（ａ）には、歪検知装置１１０の模式的断面図が表される。図１（ｂ）には、図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の模式的平面図が表される。
図２（ａ）〜（ｃ）は、磁気抵抗効果素子を例示する模式図である。

図１（ａ）に表したように、歪検知装置１１０は、基板１０と、蓋部２０と、枠部３０と、検知部４０と、を含む。

基板１０は、第１面１０ａと、第２面１０ｂと、を有する。第２面１０ｂは、第１面１０ａとは反対側の面である。本実施形態では、第１面１０ａと直交する方向をＺ方向、Ｚ方向と直交する方向の１つをＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。また、Ｚ方向において、第２面１０ｂから第１面１０ａに向かう方向を上（上側）、その反対を下（下側）とする。

基板１０には、例えば絶縁性材料（ガラスエポキシ等）が用いられる。基板１０の厚さは、例えば３００マイクロメートル（μｍ）である。基板１０の第１面１０ａには、第１配線１１が設けられる。基板１０の第２面１０ｂには、第２配線１２が設けられる。さらに、基板１０には、ビア配線１３が設けられる。ビア配線１３は、第１面１０ａと第２面１０ｂとの間に設けられる。ビア配線１３は、第１配線１１と第２配線１２とを接続する。図１（ｂ）に表したように、Ｚ方向にみた基板１０の外形は、例えば矩形である。

蓋部２０は、基板１０の第１面１０ａの上に設けられる。蓋部２０には、例えば樹脂が用いられる。蓋部２０には、金属を用いてもよい。歪検知装置１１０の軽量化等の観点から、蓋部２０には樹脂を用いることが望ましい。蓋部２０には、貫通孔２０ｈが設けられていてもよい。

枠部３０は、基板１０と蓋部２０との間に設けられる。枠部３０は、基板１０の第１面１０ａの上に設けられ、基板１０と蓋部２０との間に介在する。枠部３０は、例えば、検知部４０の外側を囲むように設けられる。本実施形態において、枠部３０の内側とは、基板１０、蓋部２０及び枠部３０で囲まれる領域（空間）のことをいう。

枠部３０は、磁性体３１を含み非導通性を有する。枠部３０は、樹脂部３２と磁性体３１とを含む。樹脂部３２には、例えばエポキシ樹脂が用いられる。磁性体３１は例えば磁性体粉末である。磁性体３１は、母材である樹脂部３２の中に混入される。枠部３０は、例えば磁性体ペーストを硬化させたものである。

磁性体３１の一例としては、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及び亜鉛（Ｚｎ）を含むの合金（Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金）が挙げられる。磁性体３１の粒子の形状は、例えば球形及び不定形である。磁性体３１の固有抵抗は、例えば１０^６オームメートル（Ω・ｍ）である。

枠部３０として磁性体ペーストを用いる場合、磁性体ペーストの粘度は、例えば１００（パスカル秒）Ｐａ・Ｓ以上４００Ｐｓ・Ｓ以下である。磁性体ペーストの効果温度は、例えば１５０度（℃）以下である。磁性体ペーストのガラス転位点Ｔｇは、１５０℃以上である。磁性体ペーストの弾性率は、例えば５（ギガパスカル）ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下である。磁性体ペーストの線膨張係数α１は、例えば５ｐｐｍ／℃以上３０ｐｐｍ／以下である。

枠部３０は、第１面１０ａの第１配線１１の上に設けられていてもよい。枠部３０は非導通性を有するため、第１配線１１と接して設けられていてもよい。図１（ｂ）に表したように、Ｚ方向にみて枠部３０は第１配線１１と重なっていてもよい。これにより、枠部３０を第１配線１１の外側に設ける場合に比べて歪検知装置１１０の全体の大きさが小型化する。

検知部４０は、基板１０と蓋部２０との間であって、枠部３０の内側に設けられる。検知部４０は、磁気抵抗効果素子４１を有する。検知部４０は、例えば半導体基板４０ｓを有する。半導体基板４０ｓには、例えばシリコン基板やＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板が用いられる。磁気抵抗効果素子４１は、半導体基板４０ｓに形成される。磁気抵抗効果素子４１は、半導体基板４０ｓの上に実装されていてもよい。

検知部４０は、第１配線１１とバンプ電極５０を介して電気的及び機械的に接続される。バンプ電極５０の厚さは、例えば１００μｍである。検知部４０のパッド電極（図示せず）は、第１配線１１及びビア配線１３を介して第２配線１２と導通する。バンプ電極５０の周りには、補強用の樹脂５１が設けられていてもよい。検知部４０と基板１０の第１面１０ａとの間には、バンプ電極５０の高さとほぼ等しい高さを有する空間Ｓ１が設けられる。

検知部４０は、固定部４５と、可動部４６と、を有する。図１（ａ）に表したように、固定部４５は、検知部４０のうち厚さの厚い部分である。可動部４６は、検知部４０のうち厚さの薄い部分（固定部４５の厚さよりも薄い部分）である。可動部４６は、例えばダイアフラムである。なお、可動部４６は、ダイヤフラム以外にも、可動梁であってもよい。

図１（ｂ）に表したように、可動部４６は、検知部４０の中央部分に設けられる。可動部４６のＺ方向にみた形状は、例えば円形である。可動部４６は、例えば半導体基板４０ｓの中央部分をエッチングして薄膜化した部分である。可動部４６の厚さは、例えば５０ナノメートル（ｎｍ）以上１μｍ以下、より好ましくは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。半導体基板４０ｓの薄膜化されていない部分は、固定部４５である。バンプ電極５０は、検知部４０の固定部４５に接続される。

蓋部２０と検知部４０との間には、支持部６０が設けられていてもよい。支持部６０は、検知部４０の固定部４５と蓋部２０との間に設けられる。支持部６０の高さによって蓋部２０と検知部４０との間隔が安定する。

可動部４６と基板１０の第１面１０ａとの間には、空間Ｓ１が設けられる。また、可動部４６と蓋部２０との間には、空間Ｓ２が設けられる。可動部４６は、空間Ｓ１と空間Ｓ２との間で撓むように上下に可動する。

磁気抵抗効果素子４１は、可動部４６に設けられる。図２（ａ）〜（ｃ）に表したように、磁気抵抗効果素子４１は、固定層４１１と、自由層４１２と、を有する。固定層４１１と、自由層４１２との間には、中間層４１３が設けられる。

固定層４１１は、磁化の向き固定された層である。磁化の向きは、基板１０の第１面１０ａに沿った方向（例えば、Ｘ方向）に固定される。固定層４１１は、磁性層である。自由層４１２は、磁化の向きが固定されていない層である。自由層４１２は、磁性層である。固定層４１１と自由層４１２との間に介在する中間層４１３は、非磁性層である。

磁気抵抗効果素子４１においては、磁気抵抗効果素子４１に加わる応力により基づいて、逆磁歪効果によるＭＲ効果が発現する。ＭＲ効果は、磁性体の磁化の変化によって積層膜の電気抵抗の値が変化する現象である。磁気抵抗効果素子４１では、自由層４１２の磁化の向きの変化によって、固定層４１１と自由層４１２との間を流れる電流の量が変化する。

歪検知装置１１０では、枠部３０が外部磁界を遮蔽する磁気シールドの効果を発揮する。歪検知装置１１０では、金属ケースを用いることなく枠部３０によって外部磁界を遮蔽する。したがって、金属ケースを用いる場合に比べて歪検知装置１１０が軽量化される。

次に、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値の変化を、図２（ａ）〜（ｃ）に沿って説明する。
図２（ａ）には、磁気抵抗効果素子４１に応力を印加していない状態が表される。この例では、固定層４１１の磁化の向きＤ１に対して、自由層４１２の磁化の向きＤ２が１８０度相違している。この場合、磁気抵抗効果素子４１の固定層４１１から自由層４１２に向けて流れる電流はｉ０である。

図２（ｂ）には、磁気抵抗効果素子４１に引っ張りの応力Ｔ１を印加した状態が表される。磁気抵抗効果素子４１に応力Ｔ１が印加されると、自由層４１２の磁化の向きＤ２がＤ２ａに変化する。磁化の向きＤ２ａは、固定層４１１の磁化の向きＤ１に対して１８０度−θ１相違している。この場合、磁気抵抗効果素子４１の固定層４１１から自由層４１２に向けて流れる電流はｉ１である。電流ｉ１の量は、電流ｉ０の量よりも多い。すなわち、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値が低下する。

図２（ｃ）には、磁気抵抗効果素子４１に引っ張りの応力Ｔ２を印加した状態が表される。応力Ｔ２は、応力Ｔ２よりも大きい。磁気抵抗効果素子４１に応力Ｔ２が印加されると、自由層４１２の磁化の向きＤ２がＤ２ｂに変化する。磁化の向きＤ２ｂは、固定層４１１の磁化の向きＤ１に対して１８０度−θ２相違している。θ２は、θ１よりも大きい。この場合、磁気抵抗効果素子４１の固定層４１１から自由層４１２に向けて流れる電流はｉ２である。電流ｉ２の量は、電流ｉ０の量及び電流ｉ１の量よりも多い。すなわち、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値がさらに低下する。

このように、磁気抵抗効果素子４１は、印加される応力によって電気抵抗の値が変化する。図２（ａ）〜（ｃ）では、磁気抵抗効果素子４１に応力が印加されていない状態から、引っ張り応力Ｔ１及びＴ２が印加された状態を例示している。磁気抵抗効果素子４１に圧縮応力を印加した場合には、自由層４１２の磁化の向きの変化の方向が、引っ張り応力を印加した場合とは反対になる。

磁気抵抗効果素子４１には、必要に応じてバイアス磁界を与えてもよい。バイアス磁界を与えることで、磁気抵抗効果素子４１に応力が印加されていない状態での自由層４１２の磁化の向きＤ２が規定される。例えば、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値を、圧縮応力から引っ張り応力にかけて増加または減少させたい場合、バイアス磁界によって自由層４１２の磁化の向きＤ２（応力が印加されていないときの磁化の向き）を、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値の変動範囲の中心付近になるように規定する。

図３（ａ）〜（ｄ）は、応力による磁化の向きの変化を例示する模式図である。
図３（ａ）及び（ｂ）には、磁気抵抗効果素子４１に引っ張りの応力Ｔ１０を印加した状態を表している。図３（ａ）には、Ｙ方向にみた検知部４０の模式的断面図が表される。図３（ｂ）には、Ｚ方向にみた磁気抵抗効果素子４１の模式的平面図が表される。なお、図３（ｂ）では、説明を分かりやすくするため、固定層４１１に対して自由層４１２の位置をずらして表示している。

図３（ｃ）及び（ｄ）には、磁気抵抗効果素子４１に圧縮の応力Ｐ１０を印加した状態を表している。図３（ｃ）には、Ｙ方向にみた検知部４０の模式的断面図が表される。図３（ｄ）には、Ｚ方向にみた磁気抵抗効果素子４１の模式的平面図が表される。なお、図３（ｄ）では、説明を分かりやすくするため、固定層４１１に対して自由層４１２の位置をずらして表示している。

図３（ａ）及び（ｃ）に表したように、磁気抵抗効果素子４１は、検知部４０の可動部４６に設けられる。磁気抵抗効果素子４１に印加される応力の方向（引っ張りまたは圧縮）は、可動部４６の反りの方向によって変化する。

例えば、図３（ａ）に表したように、可動部４６の中央部分が下側に凸となるように反った場合、磁気抵抗効果素子４１には引っ張りの応力Ｔ１０が印加される。図３（ｂ）に表したように、磁気抵抗効果素子４１に引っ張り応力Ｔ１０が印加されると、自由層４１２の磁化の向きがＤ２１になる。磁気抵抗効果素子４１に応力が印加されていない状態では、自由層４１２の磁化の向きはＤ２０である。磁化の向きＤ２０は、固定層４１１の磁化の向きＤ１に対して例えばＸＹ平面に沿って例えば１３５度回転している。

この状態で磁気抵抗効果素子４１に引っ張り応力Ｔ１０が印加されると、自由層４１２の磁化の向きは、Ｄ２０からＤ２１に変化する。磁化の向きＤ２１は、固定層４１１の磁化の向きＤ１に対して例えばＸＹ平面に沿って９０度回転している。すなわち、自由層４１２の磁化の向きは、引っ張り応力Ｔ１０の印加によって固定層４１１の磁化の向きＤ１に近づくように回転する。

これにより、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値は、引っ張り応力Ｔ１０の印加前から印加後にかけて減少する。したがって、磁気抵抗効果素子４１の固定層４１１から自由層４１２に向けて流れる電流は、引っ張り応力Ｔ１０の印加前から印加後にかけて増加する。

例えば、図３（ｃ）に表したように、可動部４６の中央部分が上側に凸となるように反った場合、磁気抵抗効果素子４１には圧縮応力Ｐ１０が印加される。図３（ｄ）に表したように、磁気抵抗効果素子４１に圧縮応力Ｐ１０が印加されると、自由層４１２の磁化の向きは、Ｄ２０からＤ２２に変化する。

磁化の向きＤ２２は、固定層４１１の磁化の向きＤ１に対して例えばＸＹ平面に沿って１８０度回転している。すなわち、自由層４１２の磁化の向きは、圧縮応力Ｐ１０の印加によって固定層４１１の磁化の向きＤ１から離れるように回転する。

これにより、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値は、圧縮応力Ｐ１０の印加前から印加後にかけて増加する。したがって、磁気抵抗効果素子４１の固定層４１１から自由層４１２に向けて流れる電流は、圧縮応力Ｐ１０の印加前から印加後にかけて減少する。

図４は、応力と電気抵抗の値との関係を例示する図である。
図４の横軸には、磁気抵抗効果素子４１に印加される応力が表される。図４の横軸において、「０」は応力が印加されていない状態を表し、「−」は引っ張り応力、「＋」は圧縮応力を表す。図４の縦軸には、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値が表される。

図４に表したように、磁気抵抗効果素子４１に印加される引っ張り応力が増加すると、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値が低下する。一方、磁気抵抗効果素子４１に印加される圧縮応力が増加すると、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値が増加する。応力が印加されていない状態での磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値は、自由層４１２に与えられるバイアス磁界によって適宜設定される。本実施形態では、磁気抵抗効果素子４１に印加される引っ張り応力から圧縮応力にかけて磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値が一方向に増加する。

歪検知装置１１０では、このような特性を有する磁気抵抗効果素子４１が検知部４０の可動部４６に設けられる。したがって、可動部４６の振動により磁気抵抗効果素子４１に印加される応力によって、磁気抵抗効果素子４１の電気抵抗の値が変化する。この電気抵抗の値の変化によって磁気抵抗効果素子４１を流れる電流の値が変化する。したがって、磁気抵抗効果素子４１を流れる電流の変化によって歪が検知される。

磁気抵抗効果素子４１は、外部磁界による影響を受けやすい。歪検知装置１１０では、枠部３０に磁性体３１が含まれる。したがって、枠部３０の内側に検知部４０（磁気抵抗効果素子４１）を設けることで、磁気抵抗効果素子４１に対する外部磁界の影響が抑制される。

なお、本実施形態では、磁気抵抗効果素子４１の自由層４１２の磁化の方向が第１面１０ａ（ＸＹ平面）に沿って変化する。この場合、少なくとも、検知部４０の側方を囲むように磁気シールドを設ければよい。歪検知装置１１０では、検知部４０の側方を囲むように設けられた枠部３０に磁気シールド効果を持たせることで、磁気抵抗効果素子４１に対する外部磁界の影響が十分に抑制される。

また、枠部３０は、非導通性を有する。このため、枠部３０を第１配線１１と接するように設けてもよい。ここで、導通性を有する枠部を用いた場合、第１配線１１と離間した位置に枠部を設けるための領域を第１配線１１よりも外側に設ける必要がある。本実施形態のように、枠部３０が非導通性を有することで、枠部３０を第１配線１１の上に設けることができる。したがって、歪検知装置１１０の全体の大きさが縮小化される。

また、歪検知装置１１０では、樹脂性の枠部３０によって磁気シールド効果を得るため、金属ケースによって検知部４０の周囲を覆う必要がない。これにより、歪検知装置１１０では、金属ケースを用いる場合に比べて軽量化される。さらに、軽量化によって耐落下衝撃性に優れた歪検知装置１１０が提供される。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る歪検知装置の製造方法を説明する。
図５（ａ）〜図７（ｂ）は、歪検知装置の製造方法を例示する模式的断面図である。
先ず、図５（ａ）に表したように、蓋材料２００を用意する。本実施形態では、１つの蓋材料２００から複数の蓋部２０が形成される。蓋材料２００には、各蓋部２０の位置に対応して貫通孔２０ｈ及び支持部６０が設けられる。蓋材料２００には、例えば樹脂が用いられる。蓋材料２００には、金属を用いてもよい。本実施形態では、蓋材料２００として樹脂を用いる場合を例とする。

次に、図５（ｂ）に表したように、基板材料１００を用意する。本実施形態では、１つの基板材料１００から複数の基板１０が形成される。基板材料１００には、各基板１０の位置に対応して第１配線１１、第２配線１２及びビア配線１３が形成される。基板材料１００には、例えば絶縁性材料（ガラスエポキシ等）が用いられる。

次に、基板材料１００の各基板１０の位置に対応してペースト状の樹脂５１を塗布する。樹脂５１は、第１配線１１の上に設けられる。

次に、図６（ａ）に表したように、基板材料１００の上に検知部４０を実装する。検知部４０は、基板材料１００の各基板１０の位置に対応して実装される。検知部４０は、バンプ電極５０を介して第１配線１１と電気的及び機械的に接続される。バンプ電極５０は、先に塗布した樹脂５１内に埋め込まれる。樹脂５１は、検知部４０と基板材料１００との間に介在して、バンプ電極５０の第１配線１１との接合を補強する役目を果たす。

次に、図６（ｂ）に表したように、検知部４０の周囲に枠部３０を設ける。枠部３０の第１面１０ａからの高さは、検知部４０の第１面１０ａからの高さよりも高い。枠部３０は、第１配線１１の上に設けられてもよい。枠部３０には、磁性体ペーストが用いられる。磁性体ペーストは、母材である樹脂部３２の中に磁性体３１を混入したものである。磁性体ペーストは、例えば印刷によって塗布される。

次に、図７（ａ）に表したように、枠部３０の上に蓋材料２００を搭載する。蓋材料２００を枠部３０の上に搭載する際、枠部３０は未硬化の状態である。未硬化の枠部３０の上に蓋材料２００を搭載すると、枠部３０は蓋材料２００によって押しつぶされる。蓋材料２００は枠部３０を押しつぶしながら検知部４０に接近する。そして、蓋材料２００の下に設けられた支持部６０が検知部４０に当接すると、蓋材料２００の位置が決まる。

蓋材料２００を搭載した後は、枠部３０及び樹脂５１を硬化する。例えば、所定の温度に加熱することで、枠部３０及び樹脂５１を硬化させる。

次に、図７（ｂ）に表したように、蓋材料２００、枠部３０及び基板材料１００を切断する。蓋材料２００、枠部３０及び基板材料１００は、枠部３０のほぼ中央の位置でＺ方向に切断される。分割された蓋材料２００は蓋部２０になる。分割された基板材料１００は基板１０になる。これにより、複数の歪検知装置１１０が完成する。このようにして製造された歪検知装置１１０では、蓋部２０の側面が、枠部３０の側面及び基板１０の側面と同一平面上に設けられる。

このような製造方法では、基板材料１００、蓋材料２００及び枠部３０を切断することで、複数の歪検知装置１１０が一括して形成される。この製造方法では、検知部の上に個別に金属ケースを被せる場合に比べて生産性高く複数の歪検知装置１１０が製造される。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る歪検知装置を説明する。
図８は、第３の実施形態に係る歪検知装置を例示する模式的断面図である。
図８に表したように、第３の実施形態に係る歪検知装置１２０では、枠部３０が蓋部２０と一体的に設けられている。図８に表した例では、支持部６０も蓋部２０と一体的に設けられている。

歪検知装置１２０において、蓋部２０及び枠部３０は、磁性体３１を含み非道通性を有する。例えば、歪検知装置１２０の蓋部２０及び枠部３０は、歪検知装置１１０の枠部３０と同じ材料によって形成される。蓋部２０及び枠部３０は、樹脂部３２と磁性体３１とを含む。蓋部２０及び枠部３０は、例えば磁性体ペーストを硬化させたものである。歪検知装置１２０では、支持部６０も、蓋部２０及び枠部３０と同じ材料で形成してもよい。

歪検知装置１２０では、枠部３０によって磁気シールド効果が得られるとともに、蓋部２０によっても磁気シールド効果が得られる。すなわち、歪検知装置１２０では、枠部３０によって磁気抵抗効果素子４１の側方の磁気シールドを行う。また、歪検知装置１２０では、蓋部２０によって磁気抵抗効果素子４１の上方の磁気シールドを行う。歪検知装置１２０では、側方及び上方から磁気抵抗効果素子４１に向かう外部磁界を効果的に遮蔽する。

このような歪検知装置１２０では、枠部３０とともに蓋部２０も磁性体３１を有する樹脂で構成されるため、側方及び上方からの外部磁界の遮蔽効果が高まる。また、金属ケースを用いる場合に比べて歪検知装置１２０の軽量化が達成される。さらに、軽量化によって耐落下衝撃性に優れた歪検知装置１２０が提供される。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る歪検知装置の製造方法を説明する。
図９（ａ）〜図１０（ｂ）は、歪検知装置の製造方法を例示する模式的断面図である。
先ず、図９（ａ）に表したように、蓋材料２５０を用意する。本実施形態では、１つの蓋材料２５０から複数の蓋部２０が形成される。蓋材料２５０には、各蓋部２０の位置に対応して、枠部３０、貫通孔２０ｈ及び支持部６０が設けられる。すなわち、蓋材料２５０には、枠部３０及び支持部６０が一体的に形成されている。蓋材料２５０には、磁性体３１を含む樹脂が用いられる。蓋材料２５０は、磁性体ペーストを硬化させたものである。

次に、図９（ｂ）に表したように、基板材料１００を用意する。本実施形態では、１つの基板材料１００から複数の基板１０が形成される。基板材料１００には、各基板１０の位置に対応して第１配線１１、第２配線１２及びビア配線１３が形成される。基板材料１００には、例えば絶縁性材料（ガラスエポキシ等）が用いられる。

次に、基板材料１００の各基板１０の位置に対応してペースト状の樹脂５１を塗布する。樹脂５１は、第１配線１１の上に設けられる。

次に、基板材料１００の上に検知部４０を実装する。検知部４０は、基板材料１００の各基板１０の位置に対応して実装される。検知部４０は、バンプ電極５０を介して第１配線１１と電気的及び機械的に接続される。バンプ電極５０は、先に塗布した樹脂５１内に埋め込まれる。樹脂５１は、検知部４０と基板材料１００との間に介在して、バンプ電極５０の第１配線１１との接合を補強する役目を果たす。

次に、図１０（ａ）に表したように、基板材料１００の上に蓋材料２５０を搭載する。蓋材料２００を基板材料１００の上に搭載する際、枠部３０と基板材料１００との間に未硬化の磁性体ペーストを塗布しておく。蓋材料２５０の下に設けられた支持部６０が検知部４０に当接すると、蓋材料２５０の位置が決まる。

蓋材料２５０を搭載した後は、枠部３０と基板材料１００との間に塗布した磁性体ペースト及び樹脂５１を硬化する。例えば、所定の温度に加熱することで、磁性体ペースト及び樹脂５１を硬化させる。

次に、図１０（ｂ）に表したように、蓋材料２５０、枠部３０及び基板材料１００を切断する。蓋材料２５０、枠部３０及び基板材料１００は、枠部３０のほぼ中央の位置でＺ方向に切断される。分割された蓋材料２５０は蓋部２０になる。分割された基板材料１００は基板１０になる。これにより、複数の歪検知装置１２０が完成する。このようにして製造された歪検知装置１２０では、蓋部２０の側面が、枠部３０の側面及び基板１０の側面と同一平面上に設けられる。

このような製造方法では、基板材料１００、蓋材料２５０及び枠部３０を切断することで、複数の歪検知装置１２０が一括して形成される。この製造方法では、検知部の上に個別に金属ケースを被せる場合に比べて生産性高く複数の歪検知装置１２０が製造される。

上記説明した歪検知装置１１０及び１２０は、例えばマイクの検知部分に用いられる。歪検知装置１１０及び１２０がマイクの検知部分として用いられる場合、貫通孔２０ｈは音孔である。

図１１は、電子機器を例示する模式的斜視図である。
図１１に表したように、歪検知装置１１０及び１２０は、種々の電子機器５００に用いられる。電子機器５００は、筐体５１０と、筐体５１０内に設けられたプリント配線板５２０と、を有する。電子機器５００は、表示部５３０を備えていてもよい。表示部５３０には、タッチパネル等の入力部５３５が設けられていてもよい。歪検知装置１１０及び１２０は、例えばプリント配線板５２０に実装される。

電子機器５００としては、携帯電話、携帯端末、パーソナルコンピュータ、音声レコーダ、ビデオカメラ、デジタルカメラ、テレビジョンなどが挙げられる。電子機器５００に歪検知装置１１０及び１２０を適用すれば、電子機器５００の小型、軽量化が達成される。

以上説明したように、実施形態に係る歪検知装置及びその製造方法によれば、磁気シールド特性に優れた製品を生産性高く提供することができる。

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…基板、１０ａ…第１面、１０ｂ…第２面、１１…第１配線、１２…第２配線、１３…ビア配線、２０…蓋部、２０ｈ…貫通孔、３０…枠部、３１…磁性体、３２…樹脂部、４０…検知部、４０ｓ…半導体基板、４１…磁気抵抗効果素子、４５…固定部、４６…可動部、５０…バンプ電極、５１…樹脂、６０…支持部、１００…基板材料、１１０，１２０…歪検知装置、２００…蓋材料、２５０…蓋材料、４１１…固定層、４１２…自由層、４１３…中間層

Claims (10)

1. 第１面を有する基板と、
   前記第１面の上に設けられた蓋部と、
   前記基板と前記蓋部との間に設けられ、磁性体を含み非導通性の枠部と、
   前記基板と前記蓋部との間であって前記枠部の内側に設けられ、磁気抵抗効果素子を有する検知部と、
   を備えた歪検知装置。
2. 前記検知部は、
   固体部と、
   前記磁気抵抗効果素子が設けられた可動部と、を有する請求項１記載の歪検知装置。
3. 前記磁気抵抗効果素子は、
   磁化の向きが前記第１面に沿った方向に固定された固定層と、
   磁化の向きが固定されていない自由層と、を有する請求項１または２に記載の歪検知装置。
4. 前記蓋部と前記検知部との間に設けられ、前記蓋部及び前記検知部とそれぞれ接する支持部をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１つに記載の歪検知装置。
5. 前記枠部は、前記磁性体を含む樹脂部を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の歪検知装置。
6. 前記蓋部の側面は、前記枠部の側面及び前記基板の側面と同一平面上に設けられた請求項１〜５のいずれか１つに記載の歪検知装置。
7. 前記第１面に沿って設けられた第１配線と、
   前記検知部と前記第１配線との間に設けられたバンプ電極と、
   をさらに備えた請求項１〜６のいずれか１つに記載の歪検知装置。
8. 第１面を有する基板材料を用意する工程と、
   前記磁気抵抗効果素子を有する検知部を用意する工程と、
   前記第１面の上に前記検知部を実装する工程と、
   前記第１面の上において前記検知部の周りを囲むように、磁性体を含み非導通性のペースト材を塗布する工程と、
   前記検知部の上に、前記ペースト材を介して蓋材料を搭載する工程と、
   前記ペースト材を硬化させて枠部を形成する工程と、
   前記第１面と直交する方向に、前記蓋材料、前記枠部及び前記基板材料を切断する工程と、
   を備えた歪検知装置の製造方法。
9. 前記蓋材料を搭載する工程は、前記蓋材料と前記検知部との間に設けられた支持部を介して前記蓋材料を搭載することを含む請求項８記載の歪検知装置の製造方法。
10. 前記検知部を用意する工程は、複数の前記検知部を用意することを含み、
    前記ペースト材を塗布する工程は、前記複数の検知部のそれぞれの周りを囲むように前記ペースト材を塗布することを含む請求項９記載の歪検知装置の製造方法。

Images