JP2019203763A - Magnetic wire alignment apparatus and magnetic wire alignment method - Google Patents

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Abstract

To provide a magnetic wire alignment apparatus that applies uniform internal stress to a magnetic wire, and an alignment method of the magnetic wire.SOLUTION: Magnetic characteristics of a GSR sensor, such as hysteresis characteristic, noise, and linearity (sine wave function output characteristics) can be improved by drawing a magnetic wire with tensile force of 50 kg/mm-100 kg/mm, fixing both ends of the magnetic wire by adhesive applied on a tapered part of a substrate holder for holding and fixing a substrate having a groove formed thereon and further temporarily fixing the magnetic wire in a groove, then cutting the magnetic wire to apply uniform internal stress to the magnetic wire in the groove, keeping the state, and performing following regular fixture using adhesive resist. Downsizing of a GSR element is achieved by using a tightly stretched magnetic wire as baseline to align the magnetic wire with precision of ±1 μm and achieve alignment of the wire into a small groove and a gap between the wires in 100 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、GSRセンサ素子の磁気特性の向上を図るために磁界を検知する磁性ワイヤに一様の応力を付与することができる磁性ワイヤ整列装置およびワイヤ整列方法に関するものである。   The present invention relates to a magnetic wire alignment apparatus and a wire alignment method that can apply a uniform stress to a magnetic wire that detects a magnetic field in order to improve the magnetic characteristics of a GSR sensor element.

超高感度マイクロ磁気センサであるMIセンサやGSRセンサは、直径数十μm以下の微小な磁性ワイヤを感磁体としたもので、電子コンパス、医療用センサ、セキュリティセンサなど幅広く使用されている。磁界検知素子であるMI素子やGSR素子は、アモルファスの磁性ワイヤを素子の長手方向に配置し、それを周回する検知コイルとコイル両端とワイヤ両端の4つの電極とを基板上に一体的に組みつけたものである。素子製造のために、磁性ワイヤを基板に整列させる装置の開発が取り組まれてきた。   The MI sensor and GSR sensor, which are ultra-sensitive micro magnetic sensors, use a minute magnetic wire with a diameter of several tens of μm or less as a magnetic sensitive body, and are widely used for electronic compass, medical sensor, security sensor and the like. MI and GSR elements, which are magnetic field detection elements, have an amorphous magnetic wire arranged in the longitudinal direction of the element, and a detection coil that circulates the element, coil ends, and four electrodes at both ends of the wire are integrally assembled on a substrate. I found it. Development of devices for aligning magnetic wires with substrates has been undertaken for device manufacturing.

はじめに、MI素子に作製において磁性ワイヤの内部応力が大きくなるとその磁気特性は低下することから張力を極力負荷せずに磁性ワイヤを整列していた(特許文献1及び特許文献2)。生産性の問題(特許文献1)や微細なコイル間隔でワイヤ整列することは困難であった(特許文献2)。
また、溝のない基板や浅い溝の基板に磁性ワイヤを整列する際には、溝から磁性ワイヤが外れやすいという欠点やコイルピッチの微細化が困難であった(特許文献3)。
First, when the internal stress of the magnetic wire is increased in the fabrication of the MI element, the magnetic characteristics are lowered, so that the magnetic wires are aligned without applying tension as much as possible (Patent Documents 1 and 2). It has been difficult to align wires with a problem of productivity (Patent Document 1) and a fine coil interval (Patent Document 2).
Further, when aligning magnetic wires on a substrate having no groove or a substrate having a shallow groove, it has been difficult to make the magnetic wire out of the groove and miniaturization of the coil pitch (Patent Document 3).

これらの特許文献で開示されたMI素子は、磁性ワイヤに最初に張力熱処理(温度500度〜600度)を施して磁気特性を大幅に改善し、その磁気特性を損なわないように張力をかけずに、あるいは巻き癖を取り除いてまっすぐに伸ばす程度(10kg/mm程度)の張力をかけて、基板に磁石の力で仮止めし、磁性ワイヤ切断後、接着剤で本固定する工程で製造される。張力熱処理後の磁性ワイヤの磁気特性は、高い透磁率を有しておりMIセンサの感度を改善するが、ヒステリシスや非直線性を有する欠点がある。そのため、MIセンサは、1)立ち上がりパルス検波を利用するとヒステリシスが大きくて問題であった。仕方なくセンサの消費電力が増加する立下りパルス検波を利用しているのが現状である。2)非直線性のために直線領域が狭く、測定レンジが小さくなるという欠点がある。3)さらに2%程度の非対称性についても大幅な改善が求められる。 In the MI elements disclosed in these patent documents, the magnetic wire is first subjected to a tensile heat treatment (temperature of 500 to 600 degrees) to greatly improve the magnetic characteristics without applying tension so as not to impair the magnetic characteristics. Or by removing the curl and applying a tension (about 10 kg / mm 2 ) so that it can be straightened, temporarily fixed to the substrate with the force of a magnet, cutting the magnetic wire, and then fixing it with an adhesive. The The magnetic properties of the magnetic wire after the tensile heat treatment have high permeability and improve the sensitivity of the MI sensor, but have the drawback of having hysteresis and non-linearity. For this reason, the MI sensor has a problem in that 1) the hysteresis is large when the rising pulse detection is used. The current situation is that falling pulse detection is used to increase the power consumption of the sensor. 2) Due to the non-linearity, the linear area is narrow and the measurement range is small. 3) Further improvement is required for asymmetry of about 2%.

その後、MIセンサよりもはるかに高い感度を有し、しかもMIセンサのヒステリシス、非直線性、測定レンジなどの欠点を解消したGSRセンサが開発された(特許文献4)。そのGSR素子の構造として、コイルと磁性ワイヤとの間隔を2μm程度にし、コイルピッチを5μm程度と小さくしたマイクロコイル付きの素子が開示され(特許文献5)、この素子の作製のために微小な溝に磁性ワイヤを整列する装置が開示されている(特許文献6)。   Thereafter, a GSR sensor was developed that has a much higher sensitivity than the MI sensor and solves the drawbacks such as hysteresis, nonlinearity, and measurement range of the MI sensor (Patent Document 4). As a structure of the GSR element, an element with a microcoil in which the distance between the coil and the magnetic wire is set to about 2 μm and the coil pitch is reduced to about 5 μm is disclosed (Patent Document 5). An apparatus for aligning magnetic wires in grooves is disclosed (Patent Document 6).

さらに、GSRセンサの開発過程において、1)磁性ワイヤに強い一様な応力を残存させた方が、GSR特性が改善すること、またノイズが低減することが分かった。2)短冊状にワイヤを配置するとさらに感度の改善が実現できるが、そのためにはワイヤ間隔を100μm以下にする必要があること。3)浅い溝にワイヤを整列することができれば、ASIC表面にGSR素子を直接形成するためには、ASIC表面上の被膜上に浅くて小さな溝を形成し、そこにワイヤを設置するためにはワイヤと溝との遊びを±2μmで制御することが必要であることが分かった。以上の知見に基づいて、GSRセンサの一層の性能改善を図るために、新しいワイヤ整列装置の開発が求められるようになった。 Furthermore, in the development process of the GSR sensor, it was found that 1) GSR characteristics were improved and noise was reduced when a strong uniform stress was left on the magnetic wire. 2) Although the sensitivity can be further improved by arranging the wires in a strip shape, it is necessary to make the wire interval 100 μm or less. 3) If a wire can be aligned in a shallow groove, in order to directly form a GSR element on the ASIC surface, a shallow and small groove is formed on the coating on the ASIC surface, and the wire is placed there. It has been found that the play between the wire and the groove needs to be controlled at ± 2 μm. Based on the above knowledge, in order to further improve the performance of the GSR sensor, development of a new wire alignment apparatus has been required.

従来の磁性ワイヤの仮固定方式は、張力負荷して切断後、基板の溝内に磁性ワイヤを磁石の力で仮止めしているだけのため、磁性ワイヤに大きな一様な応力を残存させることはできない。また、は残存応力を安定的に維持することができなかった。そのために、磁性ワイヤに一様で大きな内部応力を付与するための、張力負荷、切断、仮固定および本固定の仕方に関する新しい製造技術思想の確立が必要である。また、特許文献4に開示された方法で製造されたGSR素子は、ヒステリス特性が良好で立上パルス検波による測定も可能である。しかし特性を安定させる方法と条件が明示されておらず、現状では安定して立上パルス検波を利用することができない。   In the conventional magnetic wire temporary fixing method, after applying tension and cutting, the magnetic wire is temporarily fixed in the groove of the substrate by the force of the magnet, so that a large uniform stress remains on the magnetic wire. I can't. Further, the residual stress could not be stably maintained. For this purpose, it is necessary to establish a new manufacturing technology concept relating to tension loading, cutting, temporary fixing and permanent fixing in order to apply a uniform and large internal stress to the magnetic wire. Further, the GSR element manufactured by the method disclosed in Patent Document 4 has good hysteresis characteristics and can be measured by rising pulse detection. However, the method and conditions for stabilizing the characteristics are not clearly described, and the rising pulse detection cannot be used stably at present.

また、ワイヤ間隔については、確かに特許文献6には磁石方式によるマイクロ溝への磁性ワイヤ整列方法が開示され、その中で磁性ワイヤの間隔は30〜100μmが可能であると記載している。
しかし、深いガイド溝を使う場合には、磁化した磁性ワイヤ同士の反発力に耐えることはできるが、浅い溝面に沿ったMI素子やGSR素子の下コイルの形成が困難となり、安定的に生産するという意味では、磁石方式では磁性ワイヤの間隔は100μmが限界であった。
また、磁性ワイヤ同士の反発力は磁性ワイヤの間隔を狭くすると磁性ワイヤ間の距離の2乗に比例して大きくなる。そのために磁性ワイヤを100μm以下の狭い間隔で整列することは困難であった。
そこで、磁石方式に代わって磁性ワイヤを狭い間隔で整列できる装置の開発が求められている。
As for the wire interval, Patent Document 6 certainly discloses a magnetic wire alignment method to micro grooves by a magnet method, and describes that the interval between the magnetic wires can be 30 to 100 μm.
However, when a deep guide groove is used, it can withstand the repulsive force between magnetized magnetic wires, but it is difficult to form the lower coil of the MI element and GSR element along the shallow groove surface, and stable production is achieved. In that sense, the magnetic method has a limit of 100 μm between the magnetic wires.
Further, the repulsive force between the magnetic wires increases in proportion to the square of the distance between the magnetic wires when the interval between the magnetic wires is narrowed. Therefore, it is difficult to align the magnetic wires at a narrow interval of 100 μm or less.
Therefore, in place of the magnet system, development of an apparatus capable of aligning magnetic wires at a narrow interval is required.

上述の特許文献を下記にまとめて示す。 The above patent documents are summarized below.

特開2000−81471号公報JP 2000-81471 A 再公表特許WO2003/017299Republished patent WO2003 / 017299 国際公開公報WO2012−043160A1International Publication No. WO2012-043160A1 特許第5839527号Japanese Patent No. 5839527 特許第5747294号Patent No. 5747294 特許第5839530号Patent No. 5839530

本発明は、第1にGSRセンサ素子の磁気特性を改善するために磁性ワイヤに一様な内部応力を付与できる整列装置と整列方法を実現するものである。
第2に磁性ワイヤと溝との遊び幅を±2μm以下とする幅の狭い溝に磁性ワイヤを整列させると共に磁性ワイヤ同士の間隔を100μm以下に整列させることができる整列装置を実現するものである。
The present invention firstly realizes an alignment apparatus and an alignment method capable of applying a uniform internal stress to a magnetic wire in order to improve the magnetic characteristics of a GSR sensor element.
Secondly, an alignment apparatus that can align the magnetic wires in a narrow groove having a play width of the magnetic wire and the groove of ± 2 μm or less and can align the gap between the magnetic wires to 100 μm or less is realized. .

本発明者は、磁性ワイヤを50kg/mmから100kg/mmの張力処理を行う研究を2013年以後行ってきたが、磁石の仮固定だけではワイヤを溝に沿って安定的に保持できないことに気が付いた。接着剤を併用して仮固定したところ、一様な内部応力が残存しGSRセンサの磁気特性が大幅に改善することを発見した。この発見を基礎に、磁石方式から接着剤方式に変更することにより、強く張った磁性ワイヤの張力を維持して磁性ワイヤ内部に一様な内部応力を付与することに想到した。
接着剤方式とは、まず基板ホルダーの両側にテーパ部を取り付け、そのテーパ部に接着剤を塗布する。そして、磁性ワイヤの整列時には基板をワイヤ引き出し高さ位置の上方に上昇させて、接着剤を塗布してある基板ホルダーのテーパ部に磁性ワイヤを強く押し付けて、接着剤の接着力で磁性ワイヤを強く固定することである。さらに基板の溝内に接着性レジストを塗布し、その接着力で磁性ワイヤを溝内に仮固定することにより一層強く固定することを見出した。
一様な内部応力の効果は、その力によって円周方向向きの電子スピンからなる表面磁区の厚みが増して、90度磁壁がワイヤ内部に押し込められ、それによってGHzパルス電流による電子スピンの高速回転現象のみを、つまり90℃磁壁の移動を抑制して、コイルで検出することを可能にしたためと考えられる。
The present inventor has conducted research on the magnetic wire from 50 kg / mm 2 to 100 kg / mm 2 since 2013, but the wire cannot be stably held along the groove only by temporarily fixing the magnet. I noticed. When it was temporarily fixed using an adhesive, it was discovered that uniform internal stress remained and the magnetic characteristics of the GSR sensor were greatly improved. Based on this discovery, we came up with the idea of applying a uniform internal stress inside the magnetic wire by maintaining the tension of the strongly tensioned magnetic wire by changing from the magnet method to the adhesive method.
In the adhesive method, first, taper portions are attached to both sides of the substrate holder, and an adhesive is applied to the taper portions. When aligning the magnetic wires, the substrate is raised above the wire drawing height position, and the magnetic wire is strongly pressed against the taper portion of the substrate holder to which the adhesive is applied. It is to fix firmly. Further, it has been found that an adhesive resist is applied in the groove of the substrate, and the magnetic wire is temporarily fixed in the groove with the adhesive force, thereby further firmly fixing.
The effect of uniform internal stress is that the thickness of the surface domain consisting of electron spins in the circumferential direction is increased by the force, and the 90-degree domain wall is pushed into the wire, thereby causing high-speed rotation of the electron spin by the GHz pulse current. This is considered to be because only the phenomenon, that is, the movement of the 90 ° C. domain wall is suppressed and can be detected by the coil.

上記アイデアに基づく具体的方法を詳述する。
第1に、磁性ワイヤに強くて一様な内部応力を付与するために、50kg/mm〜100kg/mmの大きな張力で磁性ワイヤをボビンから引き出し、引き出し後に引き出しチャック、2個の切断チャックおよび固定チャックで磁性ワイヤを把持・固定する。この一様で大きな内部応力の力により磁性ワイヤ母材の内部にもともと残存していた残留応力や曲げくせ応力を除去する。次に、基板を上昇させて基板両側の磁性ワイヤ両端を基板ホルダーのテーパ部に押し付けて、テーパ部の接着剤で磁性ワイヤの両端を基板ホルダーに接着・固定をするとともに磁性ワイヤを基板の溝に配置・整列する。この基板ホルダーのテーパ部の構造と接着剤の接着力とによって磁性ワイヤの両端が基板ホルダーに大きな張力を保持した状態で固定され、その結果として磁性ワイヤに30kg/mm〜100kg/mmの一様な大きな内部応力を保持できる。接着剤の接着力を調整することで残存する内部応力の大きさを調整することが可能である。
さらに、接着性レジストを塗布した基板の溝内に磁性ワイヤを溝に整列する場合には一層強く接着・固定することができ、磁性ワイヤの内部応力の保持力の向上が図られる。
A specific method based on the above idea will be described in detail.
First, in order to impart a uniform internal stress strongly magnetic wire, pull the magnetic wire from the bobbin in a large tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 , the drawer chuck after the drawer, the two cutting chuck And grip and fix the magnetic wire with the fixed chuck. This uniform and large internal stress removes the residual stress and bending stress that originally remained inside the magnetic wire base material. Next, the substrate is raised and both ends of the magnetic wire on both sides of the substrate are pressed against the taper portion of the substrate holder, and both ends of the magnetic wire are bonded and fixed to the substrate holder with an adhesive at the taper portion, and the magnetic wire is grooved on the substrate. Place and align to. Due to the structure of the taper portion of the substrate holder and the adhesive force of the adhesive, both ends of the magnetic wire are fixed to the substrate holder while maintaining a large tension, and as a result, the magnetic wire has a thickness of 30 kg / mm 2 to 100 kg / mm 2 . Uniform large internal stress can be maintained. It is possible to adjust the magnitude of the remaining internal stress by adjusting the adhesive strength of the adhesive.
Furthermore, when the magnetic wire is aligned in the groove of the substrate coated with the adhesive resist, the magnetic wire can be more strongly bonded and fixed, and the retention of the internal stress of the magnetic wire can be improved.

次に、ワイヤ供給側の固定チャックと基板との間には2個の切断チャックで磁性ワイヤを把持・固定し、切断チャックの間で磁性ワイヤを切断する。大きな内部応力を有する磁性ワイヤの切断時の衝撃力を2個の切断チャックの把持力で吸収できる。磁性ワイヤの切断後、磁性ワイヤを把持・固定している基板側の切断チャックおよび引き出しチャックを開放する。この時磁性ワイヤの一様な内部応力は接着剤の接着力で保持される。
その後、次工程において接着性レジストを全面塗布して磁性ワイヤを基板に本固定した後、所定の冶具を使って基板ホルダーから取り外す。
Next, the magnetic wire is held and fixed by two cutting chucks between the fixed chuck on the wire supply side and the substrate, and the magnetic wire is cut between the cutting chucks. The impact force when cutting a magnetic wire having a large internal stress can be absorbed by the gripping force of two cutting chucks. After cutting the magnetic wire, the cutting chuck and the drawing chuck on the substrate side holding and fixing the magnetic wire are opened. At this time, the uniform internal stress of the magnetic wire is held by the adhesive force of the adhesive.
Thereafter, in the next step, an adhesive resist is applied over the entire surface and the magnetic wire is permanently fixed to the substrate, and then removed from the substrate holder using a predetermined jig.

磁性ワイヤを50kg/mm〜100kg/mmの大きな張力で引き出す時、ワイヤボビンや送りリールと磁性ワイヤとの摩擦およびチャックの滑りによって断線の問題が発生しやすくなる。これらの問題は、磁性ワイヤを引き出し時の張力測定装置と張力一定に維持するフィードバックシステムを取り付けること、磁性ワイヤを複数個のチャックで強く把持固定して磁性ワイヤ整列装置の一連の動作を行うことおよびチャック把持面を凹凸面にして摩擦力アップすることによって解決できることを見出した。 When pulling out the magnetic wire with a large tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 , the problem of breakage easily occurs by sliding friction and chuck the bobbin and the feed reel and the magnetic wire. These problems are that a tension measuring device when pulling the magnetic wire and a feedback system that keeps the tension constant are attached, and the magnetic wire is firmly held and fixed by a plurality of chucks to perform a series of operations of the magnetic wire aligning device. It was also found that the problem can be solved by increasing the frictional force by making the chuck gripping surface uneven.

また、磁性ワイヤを50kg/mm〜100kg/mmの大きな張力をかけた状態でワイヤを切断すると切断時の衝撃力で磁性ワイヤの仮固定が外れて磁性ワイヤが基板の溝から飛び出すトラブルが発生する。その対策として、切断時には磁性ワイヤの切断個所の両端を切断チャックで把持して、磁性ワイヤを切断する。切断後に磁性ワイヤの両側を把持している2個の切断チャックを開放することで、切断時の衝撃力を吸収できてトラブルは生じないことを見出した。磁性ワイヤの切断機は、機械的切断機を使用する。 Also, the trouble magnetic wire magnetic wire off the temporary fixing of the magnetic wire impact force during cutting to cut the wire while applying a large tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 pops out from the groove of the substrate Occur. As a countermeasure, at the time of cutting, both ends of the cutting portion of the magnetic wire are held with a cutting chuck to cut the magnetic wire. It was found that by opening the two cutting chucks holding both sides of the magnetic wire after cutting, the impact force at the time of cutting can be absorbed and no trouble occurs. A magnetic wire cutting machine uses a mechanical cutting machine.

第2に、基板の溝との遊び幅±2μm以下で磁性ワイヤを小さな溝に整列し、かつ磁性ワイヤ同士の間隔を100μm以下に整列させるためには、ピーンと強く張った磁性ワイヤに着目し、磁性ワイヤの中央線を基準線にしてマイクロスコープを使って溝の中央線との位置ずれ、平行度ずれを調整して、磁性ワイヤと基板の溝の中央線とのずれ量を±1μm以下にするという高い精度で整列させる性能を有する整列装置を実現するものである。磁性ワイヤ同士の反発力を生じる磁石による仮止めの方式に代えて接着剤方式を採用することで実現できることを見出した。 Secondly, in order to align the magnetic wires into small grooves with a play width of ± 2 μm or less with respect to the substrate grooves, and to align the gaps between the magnetic wires to 100 μm or less, focus on the magnetic wires that are strongly stretched with peen. Adjust the positional deviation and parallelism deviation with the center line of the groove using the microscope with the center line of the magnetic wire as the reference line, and the deviation amount between the magnetic wire and the center line of the groove of the substrate is less than ± 1μm It is an object of the present invention to realize an aligning device having the ability to align with high accuracy. It has been found that this can be realized by adopting an adhesive method instead of a temporary fixing method using a magnet that generates a repulsive force between magnetic wires.


本発明は、磁性ワイヤを50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力で引き出し、基板の溝に配置するとともに基板を把持固定する基板ホルダーのテーパ部の接着剤で磁性ワイヤを接着・固定することによって、磁性ワイヤ母材に残存していた残留応力を除去すると同時30kg/mm〜100kg/mmの一様な内部応力を付与して、GSRセンサのヒステリシス特性、ノイズ、および直線性(正弦波関数出力特性)などの磁気特性が改善される。
,
The present invention is a magnetic wire drawer in the magnitude of the tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 , the adhesive-magnetic wire with the adhesive of the tapered portion of the substrate holder for gripping fixing the substrate as well as arranged in a groove of the substrate by fixing, by applying a uniform internal stresses simultaneous 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 removal of residual stress remaining in the magnetic wire matrix, the GSR sensor hysteresis, noise, and linear Magnetic properties such as characteristics (sinusoidal function output characteristics) are improved.

また本発明は、ピーンと張った磁性ワイヤを基準線として活用し、基準線と基板上の磁性ワイヤの径とほぼ同等幅の微小な溝の基軸線との位置関係をマイクロスコープで観察して位置合わせを行ない、その位置ずれを精密制御が可能な基板固定台で調整することによって精度の高い磁性ワイヤ整列を得ることが可能となり、マイクロサイズのGSRセンサ素子の実現を可能とする効果を有する。
さらに1個のGSRセンサ素子内に40μm以下の微小間隔で磁性ワイヤを多数本配置することができ、GSRセンサの高感度化と測定レンジの拡大を可能とする効果を有する。
In addition, the present invention uses a magnetic wire that is taut as a reference line, and observes the positional relationship between the reference line and the base line of a minute groove having a width substantially equal to the diameter of the magnetic wire on the substrate with a microscope. It is possible to obtain a magnetic wire alignment with high accuracy by performing alignment and adjusting the positional deviation with a substrate fixing base capable of precise control, and it is possible to realize a micro-sized GSR sensor element. .
In addition, a large number of magnetic wires can be arranged in a single GSR sensor element at a minute interval of 40 μm or less, which has the effect of increasing the sensitivity of the GSR sensor and extending the measurement range.

磁性ワイヤ整列装置の構成を示す概念図で、磁性ワイヤを引き出すための準備段階の図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of a magnetic wire alignment apparatus, and is a figure of the preparation stage for drawing out a magnetic wire. 磁性ワイヤ整列装置の構成を示す概念図で、磁性ワイヤが一定の張力を付加され、4個のチャックで固定されている図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of a magnetic wire aligning apparatus, and is a figure which fixed the fixed tension with four chuck | zippers, and a magnetic wire. 磁性ワイヤが、接着剤が塗布されている基板ホルダーのテーパ部に押し付けられて接着して固定されているとともに溝内に配置されている図である。FIG. 5 is a diagram in which a magnetic wire is pressed and bonded to a taper portion of a substrate holder to which an adhesive is applied, and is disposed in a groove. 1枚の基板に作製したGSR素子の集合体とその単位素子の概念図である。It is the conceptual diagram of the aggregate | assembly of the GSR element produced on one board | substrate, and its unit element.

本発明を実施するための最良の形態を、図1〜図3を用いて説明する。
本発明の磁性ワイヤ整列装置1は、ワイヤ供給装置部10、ワイヤ整列装置部20、位置決め装置部30、切断装置部40および制御装置部50からなる。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
The magnetic wire aligning device 1 of the present invention includes a wire supply device unit 10, a wire aligning device unit 20, a positioning device unit 30, a cutting device unit 40, and a control device unit 50.

ワイヤ供給装置部10は、ワイヤボビン11aとワイヤボビン11aに巻き付けた磁性ワイヤ60を一定の張力かつ一定の速度で引き出す引き出しチャック15、磁性ワイヤ60の引き出し後に磁性ワイヤ60を固定する固定チャック14、ワイヤ送り出し速度制御装置12およびワイヤ張力制御装置13(13aと13bを含む。)からなる。図1には、さらに4個のワイヤリール16を用いて磁性ワイヤを搬送する形態を示している。 The wire supply unit 10 includes a wire bobbin 11a and a pull-out chuck 15 that pulls out the magnetic wire 60 wound around the wire bobbin 11a at a constant tension and a constant speed, a fixed chuck 14 that fixes the magnetic wire 60 after the magnetic wire 60 is pulled out, and wire feed-out It consists of a speed control device 12 and a wire tension control device 13 (including 13a and 13b). FIG. 1 shows a mode in which a magnetic wire is conveyed using four wire reels 16.

また、ワイヤ供給装置部10は、磁性ワイヤを引き出しチャックでつかみ一定速度で引き出した時、ボビン、リールなどの摩擦力によって予期できない負荷がかかる。そこで、送り速度を調整できるワイヤ送り出しモータからなるワイヤ送り出し速度制御装置12、複数個のワイヤリール16、ワイヤ張力負荷装置13a、ワイヤ張力計測装置13bおよび負荷張力と所定の張力とのずれを計算し、送り出しモータの送り速度を引き出し速度と一致するように調整してワイヤを所定の張力に維持する機能を有するワイヤ張力制御装置13とからなることで、50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力で引き出す際の断線を防止している。 Moreover, when the wire supply unit 10 holds the magnetic wire with the pull-out chuck and pulls it out at a constant speed, an unexpected load is applied due to the frictional force of the bobbin, reel, or the like. Therefore, a wire feed speed control device 12 comprising a wire feed motor capable of adjusting the feed speed, a plurality of wire reels 16, a wire tension load device 13a, a wire tension measuring device 13b, and a deviation between the load tension and a predetermined tension are calculated. by consist wire tension control device 13 that has the function of adjusting to match the speed pull the feed speed of the feed motor to maintain the wire at a predetermined tension, of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 size The disconnection when pulling out with the tension is prevented.

ワイヤ供給装置部10において、ワイヤ送り出し速度制御装置12を構成するワイヤ送り出し速度制御型モータ12aにより磁性ワイヤ60の母材を巻いているワイヤボビン11から磁性ワイヤ母材を送り出す。磁性ワイヤ母材には製造時の内部応力やワイヤボビン11による巻き応力などの残留応力が残っている。 In the wire supply unit 10, the magnetic wire base material is sent out from the wire bobbin 11 around which the base material of the magnetic wire 60 is wound by the wire feed speed control type motor 12 a constituting the wire feed speed control device 12. Residual stresses such as internal stress during manufacturing and winding stress due to the wire bobbin 11 remain in the magnetic wire base material.

磁性ワイヤ60には、ワイヤ張力測定装置13bで測定しながらワイヤ張力制御装置13で制御された一定の張力がワイヤ張力負荷装置13aにより負荷される。
ワイヤ張力負荷装置13aは、荷重を1〜20gの範囲に調整することによりワイヤ張力を一定に付加することができる。磁性ワイヤの径を10μmとする場合、50kg/mm2〜100kg/mm2の範囲で張力を調整することが適切である。50kg/mm2以上にすることにより内部応力や巻き応力などの残存応力を除去することができ、100kg/mm2以下にすることにより磁性ワイヤの破断が防止できる。また、この張力負荷により、磁性ワイヤの基準線としての機能が達成される。
ワイヤリール16は、磁性ワイヤ60がワイヤリール16から脱落しないようにするため、大きさは20mm径でV字溝付のものである。
一定の張力の維持のために各チャックの把持面は凹凸面にして摩擦力アップし、把持力を大きくしている。
A constant tension controlled by the wire tension control device 13 while being measured by the wire tension measuring device 13b is applied to the magnetic wire 60 by the wire tension loading device 13a.
The wire tension load device 13a can apply a constant wire tension by adjusting the load to a range of 1 to 20 g. If the diameter of the magnetic wire and 10 [mu] m, it is appropriate to adjust the tension in the range of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 . Residual stresses such as internal stress and winding stress can be removed by setting it to 50 kg / mm 2 or more, and breakage of the magnetic wire can be prevented by setting it to 100 kg / mm 2 or less. Moreover, the function as a reference line of a magnetic wire is achieved by this tension load.
The wire reel 16 has a diameter of 20 mm and a V-shaped groove so that the magnetic wire 60 does not fall off the wire reel 16.
In order to maintain a constant tension, the gripping surface of each chuck is made uneven to increase the frictional force and increase the gripping force.

ワイヤ整列装置部20は、磁性ワイヤを整列させるための溝を有する基板21と基板を固定する基板ホルダー22とからなる基板固定台23を有する。
また、基板ホルダー22は磁性ワイヤ60の引き出し方向に対して基板ホルダー22の両側にテーパ部を有し、そのテーパ部には磁性ワイヤ60を接着・固定するための接着剤を塗布されている。テーパ部を設けることにより磁性ワイヤと接着剤との両者間を全面にわたって接着することができる。
さらに、基板21の溝に前もって接着性レジストを塗布し、磁性ワイヤ60を接着性レジストで吸着させることでより強く固定される。
このように強く固定されることによって、50kg/mm2〜100kg/mm2の初期に付与した張力が固定チャックの開放後にも30kg/mm2〜100kg/mm2の内部応力として維持することができる。
The wire aligning unit 20 includes a substrate fixing base 23 including a substrate 21 having a groove for aligning magnetic wires and a substrate holder 22 for fixing the substrate.
The substrate holder 22 has taper portions on both sides of the substrate holder 22 with respect to the drawing direction of the magnetic wire 60, and an adhesive for adhering and fixing the magnetic wire 60 is applied to the taper portion. By providing the taper portion, both the magnetic wire and the adhesive can be bonded over the entire surface.
Further, an adhesive resist is applied to the grooves of the substrate 21 in advance, and the magnetic wire 60 is adsorbed by the adhesive resist to be fixed more strongly.
By being thus strongly fixed, it is possible to tension imparted to the initial 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 is maintained as an internal stress of 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 even after opening of the fixed chuck .

位置決め装置部30は、磁性ワイヤ60の中央線を基準線にして磁性ワイヤ60を基板21の溝の中央線に整列させるために基準線と基軸線との位置ずれ状態を検出するマイクロスコープ31、その位置ずれを基板固定台23の昇降321、横送り322および回転323により調整する基板固定台送り装置32および位置決め補正演算装置(図示せず)からなる。   The positioning device unit 30 includes a microscope 31 that detects a misalignment state between the reference line and the base axis in order to align the magnetic wire 60 with the center line of the groove of the substrate 21 using the center line of the magnetic wire 60 as a reference line. The apparatus includes a substrate fixing table feeding device 32 and a positioning correction arithmetic unit (not shown) that adjust the positional deviation by raising / lowering 321 of the substrate fixing table 23, a lateral feed 322, and a rotation 323.

マイクロスコープ31は、磁性ワイヤ60と基板21の溝の両者を観察する必要があるので、1μm以下の解像度を有するものを使用する。両者は立体的位置関係にあるので、マイクロスコープ31の焦点調整が微妙であり、手元のつまみで容易に調整できるもの用いる。これにより初期調整など調整作業が容易になる。マイクロスコープ31は2台設置してもよいし、移動させて使用してもよい。振動対策が重要なことから、マイクロスコープ台は振動対策として磁性ワイヤ整列装置1の本体に強く取り付ける。
なお、上記の機能を有する検出装置であれば、マイクロスコープに限定されるものではない。
Since the microscope 31 needs to observe both the magnetic wire 60 and the groove of the substrate 21, a microscope having a resolution of 1 μm or less is used. Since both are in a three-dimensional positional relationship, the focus adjustment of the microscope 31 is delicate, and a microscope that can be easily adjusted with a knob at hand is used. This facilitates adjustment work such as initial adjustment. Two microscopes 31 may be installed or moved for use. Since the countermeasure against vibration is important, the microscope stand is strongly attached to the main body of the magnetic wire aligning apparatus 1 as a countermeasure against vibration.
In addition, if it is a detection apparatus which has said function, it will not be limited to a microscope.

基板固定台送り装置32は、磁性ワイヤ60を整列する基板21を固定する基板固定台22を載置しており、磁性ワイヤ60に対して±1μmの精度で左右方向に横送りすること(322)ができ、1μmの送りピッチで上下方向に昇降すること(321)ができる。左右方向の横送り322により、磁性ワイヤ60を基準線として、基板側の溝を基軸線として、両者の平行ずれと横方向ずれの両方を合わせて、±1μmの精度で検出して、直径5μmから15μmの磁性ワイヤ60を幅9μmから19μmの溝に配置することができる。   The substrate fixing table feeding device 32 is mounted with a substrate fixing table 22 for fixing the substrate 21 on which the magnetic wires 60 are aligned, and is laterally fed to the magnetic wires 60 with a precision of ± 1 μm (322). Can be moved up and down (321) at a feed pitch of 1 μm. By lateral feed 322 in the left-right direction, the magnetic wire 60 is used as a reference line, the substrate-side groove is used as a base line, and both parallel shift and lateral shift are detected with an accuracy of ± 1 μm, and the diameter is 5 μm. To 15 μm magnetic wire 60 can be placed in a groove having a width of 9 μm to 19 μm.

上下方向の昇降321は、磁性ワイヤ60と基板23との上下間隔を接触ないし非接触では1μm程度以下と可能な限り近接させて保ち、1μmの解像度を持つマイクロスコープ31による観察を可能にして、左右方向の調整後にテーパ部221に磁性ワイヤ60を押し付けることができるように基板固定台23を上昇させて、磁性ワイヤ60を基板ホルダー22のテーパ部221に押し付けるとともに溝に埋設するものである。
次に、回転323は、ワイヤ基準線と基軸線である溝とが平行になるように0.01°の回転ピッチで調整するものである。
The vertical movement 321 keeps the vertical distance between the magnetic wire 60 and the substrate 23 as close as possible to about 1 μm or less in contact or non-contact, and enables observation with the microscope 31 having a resolution of 1 μm. The substrate fixing base 23 is raised so that the magnetic wire 60 can be pressed against the tapered portion 221 after adjustment in the left-right direction, and the magnetic wire 60 is pressed against the tapered portion 221 of the substrate holder 22 and embedded in the groove.
Next, the rotation 323 is adjusted at a rotation pitch of 0.01 ° so that the wire reference line and the groove serving as the base axis are parallel to each other.

左右方向の横送り322は、素子内に多数本の磁性ワイヤ60を整列配置する場合のために、素子間の間隔ピッチと素子内のワイヤ間隔ピッチおよびコイル内のワイヤ間隔ピッチの三つの異なるピッチ送りで制御することを可能にする。
また、素子間隔ピッチは200μmから400ミクロンm程度と大きく移動し、ワイヤ間隔ピッチは50μmから100μmの小さな移動、およびコイル内ワイヤの間隔は、ワイヤ径を最小に40μm未満の微細な移動を可能にする。しかも基板全体にワイヤを整列させる必要があるので基板の大きさとして60mmから200mm程度の移動距離を±1μmの送りピッチで移動する基板固定台送り装置23を採用する必要がある。磁性ワイヤ60と溝との位置の位置精度±1μmについては、磁性ワイヤを基準線とした制御システムによって実現される。ただし、多数本ワイヤを使う場合の基板固定台の左右方向の送り移動距離は、ワイヤ本数で除した距離でよい。
The lateral feed 322 in the left-right direction has three different pitches, that is, a pitch between elements, a pitch between wires in the element, and a pitch between wires in the coil for arranging a plurality of magnetic wires 60 in the element. Allows control by feed.
In addition, the element spacing pitch is greatly moved from 200 μm to 400 μm, the wire spacing pitch is as small as 50 μm to 100 μm, and the distance between the wires in the coil enables a fine movement of less than 40 μm to minimize the wire diameter. To do. In addition, since it is necessary to align the wires on the entire substrate, it is necessary to employ a substrate fixing table feeding device 23 that moves the moving distance of about 60 mm to 200 mm with a feeding pitch of ± 1 μm as the size of the substrate. The positional accuracy ± 1 μm between the magnetic wire 60 and the groove is realized by a control system using the magnetic wire as a reference line. However, in the case of using a large number of wires, the feed movement distance in the left-right direction of the substrate fixing base may be a distance divided by the number of wires.

基板固定台送り装置32の制御能力は、使用する磁性ワイヤ径を基礎単位にして、磁性ワイヤ径に対して溝の幅は1.2倍から3倍程度とし、溝の深さは0.5倍から1.2倍程度を最小限の移動量として、基板固定台送り装置の送りピッチは0.1μmである。本発明はこの数値関係を限定するものではないが、GSR素子のマイクロサイズ化を実現するためには上記数値範囲とすることが望ましい。   The control capability of the substrate fixing table feeder 32 is based on the magnetic wire diameter to be used, the groove width is about 1.2 to 3 times the magnetic wire diameter, and the groove depth is 0.5. The feed pitch of the substrate fixing table feeder is 0.1 μm, with the minimum movement amount being from double to 1.2 times. The present invention does not limit this numerical relationship, but it is desirable that the numerical range be within the above range in order to realize micro-sizing of the GSR element.

磁性ワイヤ60の基板21の溝への整列は、磁性ワイヤ60を引き出しチャック15で所定の位置(図2)まで引き出した後、固定チャック15で固定して、ピーンとまっすぐに大きな張力で張った状態とし、磁性ワイヤ60の中央線を基準線にして、基板21の両側にて磁性ワイヤ60の基準線と基板21の溝の中央線との位置関係をマイクロスコープ31で±1μm以下の精度で観察し、磁性ワイヤ60が溝の中央線に対して±1μm以下の精度で平行な位置関係になるように、横ずれの補正量、回転角の補正量を計算し、基板固定台22を補正量だけ移動させて、±1μmの精度で行なう。
また、回転323により回転ずれ角だけ基板固定台23を0.01°の回転ピッチで回転させる。
The magnetic wire 60 is aligned with the groove of the substrate 21 by pulling the magnetic wire 60 to a predetermined position (FIG. 2) with the pull-out chuck 15 and then fixing with the fixed chuck 15 and stretching it straight with a large tension. With the center line of the magnetic wire 60 as a reference line, the positional relationship between the reference line of the magnetic wire 60 and the center line of the groove of the substrate 21 on both sides of the substrate 21 is accurate to ± 1 μm or less with the microscope 31. Observe and calculate the amount of correction of lateral deviation and the amount of correction of rotation angle so that the magnetic wire 60 has a parallel positional relationship with an accuracy of ± 1 μm or less with respect to the center line of the groove, and the substrate fixing table 22 is corrected. And is performed with an accuracy of ± 1 μm.
Further, the substrate fixing table 23 is rotated at a rotation pitch of 0.01 ° by the rotation deviation angle by the rotation 323.

その後に、磁性ワイヤ60が基板ホルダー22のテーパ部221に押し付けられて接着仮固定されるまで、基板固定台23を昇降321で上昇移動させる。基板固定台23の基板ホルダ−22のテーパ部221には接着剤が塗布されている。強固な固定のためには基板面をワイヤ引き出し高さの位置より高く上昇させて、磁性ワイヤ60を基板ホルダー22のテーパ部221に塗布された接着剤に強く押し付けて吸着させる。それをマイクロスコープ31で観察し、初期設定値として制御装置部40に記録する。 Thereafter, the substrate fixing base 23 is moved upward and downward 321 until the magnetic wire 60 is pressed against the taper portion 221 of the substrate holder 22 and temporarily fixed. An adhesive is applied to the tapered portion 221 of the substrate holder 22 of the substrate fixing base 23. For firm fixation, the substrate surface is raised higher than the position of the wire drawing height, and the magnetic wire 60 is strongly pressed against the adhesive applied to the taper portion 221 of the substrate holder 22 for adsorption. This is observed with the microscope 31 and recorded in the control unit 40 as an initial set value.

切断装置部40は、磁性ワイヤ60を切断するときに切断位置の両側を固定する2個の切断用チャック41(4aと41b)と切断用チャック41で固定した後に磁性ワイヤ60を切断する切断機42とからなる。
2個の切断用チャック41により大きな内部応力を有する磁性ワイヤ60の切断時の衝撃力が吸収され、磁性ワイヤ60が仮固定されている溝から飛び出すことが避けられる。
磁性ワイヤ60の切断後、磁性ワイヤ60を把持・固定している基板側の切断チャック41bおよび引き出しチャック15を開放し、磁性ワイヤ60には一様な内部応力が付与されているフリーな状態となる。磁性ワイヤ60は、接着剤が塗布されている基板ホルダー221のテーパ部28に接着・固定され、基板21に仮固定されて基板の溝からはみ出さないように保持される。
さらに、基板21の溝に接着性レジストが塗布されている場合には、磁性ワイヤ60はテーパ部221における接着力に加えて接着性レジストによる吸着力によりより強い力で固定される。これにより、より安定した一様の内部応力が磁性ワイヤ60付与されるとともに切断時における溝からの磁性ワイヤ60の飛び出しが確実に防止できる。
The cutting device section 40 includes two cutting chucks 41 (4a and 41b) that fix both sides of the cutting position when cutting the magnetic wire 60, and a cutting machine that cuts the magnetic wire 60 after being fixed by the cutting chuck 41. 42.
The two cutting chucks 41 absorb the impact force at the time of cutting the magnetic wire 60 having a large internal stress, and the magnetic wire 60 can be prevented from jumping out from the temporarily fixed groove.
After the magnetic wire 60 is cut, the substrate-side cutting chuck 41b and the pulling chuck 15 holding and fixing the magnetic wire 60 are opened, and the magnetic wire 60 is in a free state in which uniform internal stress is applied. Become. The magnetic wire 60 is bonded and fixed to the tapered portion 28 of the substrate holder 221 to which an adhesive is applied, and is temporarily fixed to the substrate 21 so as not to protrude from the groove of the substrate.
Further, when the adhesive resist is applied to the groove of the substrate 21, the magnetic wire 60 is fixed with a stronger force by the adsorption force of the adhesive resist in addition to the adhesive force at the taper portion 221. As a result, a more stable and uniform internal stress is applied, and the magnetic wire 60 can be reliably prevented from jumping out of the groove during cutting.

制御装置部50は、ワイヤ径、ガラス厚みなどのワイヤ特性を入力して自動で磁性ワイヤ60の張力を調整する機能、各チャック圧力(14、15、41)を調整する機能、ワイヤ切断力を調整する機能、基板固定台23の原点調整と原点復帰、作業基準位置への自動復帰機能、マイクロスコープ31によるずれ量の観察結果に基づいて左右に基板固定台23を調整する機能、また基板21の厚み、溝深さ、ワイヤ径などの作業データを基礎に基板固定台23の高さの自動調整昇降機能および生産状況を管理する機能を有している。さらに非常時のためにマニュアル操作への切り替えも可能である。   The control unit 50 inputs the wire characteristics such as the wire diameter and the glass thickness, automatically adjusts the tension of the magnetic wire 60, adjusts each chuck pressure (14, 15, 41), and the wire cutting force. Function for adjusting, origin adjustment and origin return of substrate fixing base 23, automatic return function to work reference position, function for adjusting substrate fixing base 23 left and right based on observation result of deviation amount by microscope 31, substrate 21 It has a function for automatically adjusting the height of the substrate fixing base 23 and managing the production status based on work data such as thickness, groove depth, and wire diameter. Furthermore, it is possible to switch to manual operation in case of emergency.

また制御装置部50は、磁性ワイヤ60を素子間の間隔ピッチと素子内の間隔ピッチの組み合わせおよびコイル内のワイヤ間隔ピッチからなるピッチ送りの組み合わせを制御するプログラムから構成されていることが好ましい。   The control unit 50 is preferably configured of a program for controlling the combination of pitch feed consisting of the combination of the pitch between the elements and the pitch between the elements and the pitch between the wires in the coil.

以上の操作により、1つの素子内に複数本の磁性ワイヤが1〜40μmの間隔の隙間で並べることができ、また1つの素子コイル内に2本の磁性ワイヤが1〜10μmの間隔の隙間で並べることもできる。   Through the above operation, a plurality of magnetic wires can be arranged in one element with a gap of 1 to 40 μm, and two magnetic wires in one element coil can be arranged with a gap of 1 to 10 μm. They can also be arranged.

連続運転は、これらの制御数値を制御数値部40に記憶させておいて、その数値に従って予備移動して、その位置でマイクロスコープ31により磁性ワイヤ60を基準線して磁性ワイヤ60と溝との位置ずれを確認、補正するフィードバックシステム方法で補正を行ない、それを連続的に繰り返す。   In the continuous operation, these control numerical values are stored in the control numerical value unit 40, preliminarily moved according to the numerical values, and at the position, the magnetic wire 60 is used as a reference line by the microscope 31, and the magnetic wire 60 and the groove are aligned. Correction is performed by a feedback system method for confirming and correcting the positional deviation, and this is continuously repeated.

大量生産の場合には、ワイヤ供給装置部10を多数個並列的に配置して多数本の磁性ワイヤ60を一度に供給できるようにする。この場合の磁性ワイヤ60の切断機42としては、多数のはさみからなる機械式切断機に加えてプレス切断機を使用してもよい。重要な点は、ピーンと張った磁性ワイヤを切断する際、大きな衝撃力が発生する。その衝撃力を吸収するために、切断位置の両側を切断チャックで把持することである。   In the case of mass production, a large number of wire supply devices 10 are arranged in parallel so that a large number of magnetic wires 60 can be supplied at a time. In this case, as the cutting machine 42 for the magnetic wire 60, a press cutting machine may be used in addition to a mechanical cutting machine composed of a large number of scissors. The important point is that a large impact force is generated when cutting a taut magnetic wire. In order to absorb the impact force, both sides of the cutting position are held by the cutting chuck.

上記の磁性ワイヤ整列装置1を使用して磁性ワイヤ60を基板21上に整列する方法を以下に説明する。
(1)磁性ワイヤ60を巻き付けたワイヤボビン11をワイヤ供給装置部10に取り付け、ワイヤ引き出し開始位置(図1にて、引き出しチャック15の位置をいう。)まで引きワイヤ送り出し出しモータ12aにより磁性ワイヤ60を送り出して固定チャック14で固定する(図1)。
A method for aligning the magnetic wires 60 on the substrate 21 using the magnetic wire aligning apparatus 1 will be described below.
(1) The wire bobbin 11 around which the magnetic wire 60 is wound is attached to the wire supply unit 10, and the magnetic wire 60 is moved to the wire drawing start position (referred to as the position of the drawing chuck 15 in FIG. 1) by the pulling wire feeding motor 12a. And is fixed by the fixing chuck 14 (FIG. 1).

(2)引き出し開始位置に送り出されている磁性ワイヤ60の端部を引き出しチャック15により強く把持・固定する一方で固定チャックを開放する。そして、ワイヤ送り出しモータ12aをワイヤ送り出し速度制御装置により一定の速度かつワイヤ張力制御装置により50kg/mm〜100kg/mmの一定の張力にて、引出チャック14を用いて引き出し開始位置から引き出し固定位置(図2にて、引き出しチャック15の位置を言う。)まで磁性ワイヤ60を引き出して、磁性ワイヤ60に一定の張力を負荷した状態で固定チャック14、2個の切断チャック(41aおよび41b)および引き出しチャック15により把持して引き出し固定する(図2)。
これにより、固定チャック14から引き出し固定チャック15の間の磁性ワイヤ60には50kg/mm〜100kg/mmの張力が付加された状態にあり、強く真っ直ぐにピーンと強く張られた磁性ワイヤ60となっている。
(2) The end of the magnetic wire 60 fed to the drawing start position is firmly held and fixed by the drawing chuck 15 while the fixed chuck is released. The drawer fixed with wire feeding constant tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 with a constant speed and the wire tension controller by a motor 12a wire feed speed controller, from the drawer starting position using the pull-out chuck 14 The magnetic wire 60 is pulled out to a position (referred to as the position of the drawer chuck 15 in FIG. 2), and the fixed chuck 14 and two cutting chucks (41a and 41b) in a state where a certain tension is applied to the magnetic wire 60. Then, it is gripped by the drawer chuck 15 and fixed to the drawer (FIG. 2).
Thus, in a state in magnetic wire 60 tension 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 is added between the drawer fixing chuck 15 from the fixed chuck 14, magnetic wire 60 stretched strongly strongly straight peen It has become.

(3)磁性ワイヤ60を整列するための溝を有する基板21は、接着剤が塗布されているテーパ部221を有する基板ホルダー22に把持・固定されて基板固定台23として基板固定台送り装置32に前もって載置されている。この載置したときにおける基板上面の高さを基板固定台送り装置32の動作原点高さとする。
この基板固定台23を基板固定台送り装置32により、動作原点高さから磁性ワイヤ60の下部の高さまで上昇させる。これは、磁性ワイヤ60を基板21の溝に整列する際に、両者の位置関係を観察して一致させるための基板21を移動させるために磁性ワイヤ60と基板21は非接触にて最も近接する高さまで上昇させることをいう。
(3) The substrate 21 having a groove for aligning the magnetic wires 60 is held and fixed to the substrate holder 22 having the taper portion 221 to which the adhesive is applied, and is used as the substrate fixing table 23 as the substrate fixing table feeding device 32. Has been placed in advance. The height of the upper surface of the substrate when placed is set as the operation origin height of the substrate fixing table feeder 32.
The substrate fixing table 23 is raised from the operation origin height to the height below the magnetic wire 60 by the substrate fixing table feeding device 32. This is because when the magnetic wire 60 is aligned with the groove of the substrate 21, the magnetic wire 60 and the substrate 21 are closest to each other in order to move the substrate 21 for observing and matching the positional relationship between them. To raise to height.

(4)引き出し固定され、強い張力でピーンと張っている磁性ワイヤ60の中央線を基準線にして基板21の溝の中央線である基軸線との位置関係をマイクロスコープ31で測定し、両者の位置関係誤差を計算し、誤差量を横送り322と回転323でもって補正することにより基準線である磁性ワイヤ60の中央線に基軸線である溝の中央線に一致させる。 (4) The positional relationship between the center line of the magnetic wire 60 drawn out and fixed and pierced with a strong tension with respect to the base line which is the center line of the groove of the substrate 21 is measured by the microscope 31 with the reference line as the reference line. And the error amount is corrected by the lateral feed 322 and the rotation 323 so that the center line of the magnetic wire 60 as the reference line coincides with the center line of the groove as the base line.

(5)再び基板固定台23を上昇させて磁性ワイヤ60を基板21上の溝に沿って整列させ、さらに磁性ワイヤ60の両端部が基板ホルダー22の接着剤が塗布されているテーパ部221の全面にわたって押し付けて接着するまで上昇して磁性ワイヤ60の両端部が基板ホルダー22に固定する(図3)。
基板ホルダー22の平坦部からテーパ部221のテーパ部との境界部位(テーパ構造)における磁性ワイヤ60との摩擦抵抗力およびテーパ部の接着剤による接着力の両者によって磁性ワイヤ60は基板ホルダー22に固定される。また、磁性ワイヤ60は基板21の溝底面などに押し付けられて配置される。さらに、基板21の溝内に予め接着性レジストを塗布しておくことにより、接着性レジストに吸着されてより強い力で固定することができる。
(5) The substrate fixing base 23 is raised again to align the magnetic wire 60 along the groove on the substrate 21, and both ends of the magnetic wire 60 are formed on the tapered portion 221 to which the adhesive of the substrate holder 22 is applied. The both ends of the magnetic wire 60 are fixed to the substrate holder 22 by being pushed over the entire surface until they are bonded (FIG. 3).
The magnetic wire 60 is attached to the substrate holder 22 by both the frictional resistance with the magnetic wire 60 at the boundary portion (tapered structure) between the flat portion of the substrate holder 22 and the tapered portion of the tapered portion 221 and the adhesive force of the adhesive of the tapered portion. Fixed. Further, the magnetic wire 60 is disposed so as to be pressed against the bottom surface of the groove of the substrate 21. Further, by applying an adhesive resist in the groove of the substrate 21 in advance, it can be adsorbed by the adhesive resist and fixed with a stronger force.

(6)次に、切断チャック41bと引き出しチャック15による両端固定および基板21の溝に仮固定された磁性ワイヤ60は、50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力負荷によってワイヤボビン11に巻き付けられている磁性ワイヤ母材の残留応力は取り除かれ、磁性ワイヤ60の内部応力は長手方向に一様に付与した状態になっている。 (6) Next, a magnetic wire 60, which is temporarily fixed in the groove at both ends fixed and the substrate 21 by the drawer chuck 15 and the cutting chuck 41b is a wire bobbin 11 by the tension load on the size of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 The residual stress of the wound magnetic wire base material is removed, and the internal stress of the magnetic wire 60 is uniformly applied in the longitudinal direction.

(7)磁性ワイヤ60を2個の切断チャック(41aおよび41b)の間で切断することで、切断時の衝撃力を吸収し、引き出しチャック側の切断チャック41bと引き出しチャック15の両者を開放して、磁性ワイヤ60に付与した内部応力を接着剤の接着力で磁性ワイヤ60の30kg/mm〜100kg/mmの大きさで一様な内部応力として保持する。
また、テーパ構造や溝への接着剤による仮固定も一様な内部応力の保持に寄与する。
(7) By cutting the magnetic wire 60 between the two cutting chucks (41a and 41b), the impact force at the time of cutting is absorbed, and both the cutting chuck 41b on the drawer chuck side and the drawer chuck 15 are opened. Te, keeps internal stress imparted to the magnetic wire 60 as a uniform internal stress in the size of 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 of the magnetic wire 60 with an adhesive strength of the adhesive.
In addition, the taper structure and temporary fixing with an adhesive to the groove also contribute to maintaining uniform internal stress.

(8)基板固定台送り装置32により基板固定台23を動作原点高さまで下降させ、次の磁性ワイヤ整列位置まで横送りする。 (8) The substrate fixing table 23 is lowered to the operation origin height by the substrate fixing table feeding device 32 and is laterally fed to the next magnetic wire alignment position.

(9)上記の(2)〜(8)の磁性ワイヤ60を整列させる動作を基板21の全面に磁性ワイヤ60の整列が完了するまで連続的に繰り返す。
そして、基板21の全面に磁性ワイヤ60を整列させた後、次工程に移動する。
(9) The operation of aligning the magnetic wires 60 of the above (2) to (8) is continuously repeated until the alignment of the magnetic wires 60 on the entire surface of the substrate 21 is completed.
Then, after aligning the magnetic wire 60 over the entire surface of the substrate 21, the process moves to the next step.

次工程は、磁性ワイヤ60が整列されている基板21に接着性レジストを全面塗布し、テーパ部への接着・固定により磁性ワイヤ60に一様な内部応力が付与されている状態から磁性ワイヤ60を基板21に本固定する。そして、基板21と基板ホルダー22の間で磁性ワイヤ60を切断し、基板21のみを取り出す。 In the next step, an adhesive resist is applied to the entire surface of the substrate 21 on which the magnetic wires 60 are aligned, and the magnetic wires 60 are applied with a uniform internal stress applied to the taper portions by adhesion and fixation. Is permanently fixed to the substrate 21. And the magnetic wire 60 is cut | disconnected between the board | substrate 21 and the board | substrate holder 22, and only the board | substrate 21 is taken out.

次に、実施例について図4を用いて説明する。
図4は、磁性ワイヤ60、検出コイル61、電極(ワイヤ電極、コイル電極)62からなるGSR素子(単位素子)63および複数の単位素子からなる基板全面に形成されているGSR素子の集合体64を示す。
このGSR素子の集合体64の大きさは、すなわち基板21に相当して磁性ワイヤ60の長手方向の長さ40mm、幅40mmである。磁性ワイヤ60の直径は10μm(ガラス被覆を含めると12μmである。)磁性ワイヤ60を整列させる基板21の溝の幅は14μmである。本発明の装置と方法により、長さ40mm(40,000μm)で幅14μmからなる基板21の溝に直径12μmの磁性ワイヤ(ガラス被覆付き)60を整列させ、一様な内部応力が付与されている素子の集合体60が作製される。
ところで、現在市販品のMI素子は、長さ0.6mm×幅0.4mmである。本発明で1/3のサイズ(長さ0.2mmで幅0.4mm)のGSR素子62を作製する場合、長さが0.2mmの磁性ワイヤ60を、幅方向に幅ピッチ間隔を50μmで4本整列配置することができる。これにより磁性ワイヤ60の長さの合計は、0.6mmから0.8mmへと増大して、GSRセンサの出力の増加に寄与する。
Next, an embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows a GSR element (unit element) 63 composed of a magnetic wire 60, a detection coil 61, an electrode (wire electrode, coil electrode) 62, and an assembly 64 of GSR elements formed on the entire surface of the substrate composed of a plurality of unit elements. Indicates.
The size of the GSR element assembly 64 is equivalent to the substrate 21 and has a length 40 mm and a width 40 mm in the longitudinal direction of the magnetic wire 60. The diameter of the magnetic wire 60 is 10 μm (12 μm including the glass coating). The width of the groove of the substrate 21 on which the magnetic wire 60 is aligned is 14 μm. With the apparatus and method of the present invention, a magnetic wire (with glass coating) 60 having a diameter of 12 μm is aligned with a groove of the substrate 21 having a length of 40 mm (40,000 μm) and a width of 14 μm, and uniform internal stress is applied. An assembly 60 of the existing elements is produced.
By the way, the commercially available MI element is 0.6 mm long × 0.4 mm wide. When the GSR element 62 having a size of 1/3 (length 0.2 mm and width 0.4 mm) is manufactured according to the present invention, a magnetic wire 60 having a length of 0.2 mm is formed with a width pitch interval of 50 μm in the width direction. Four can be aligned. As a result, the total length of the magnetic wires 60 increases from 0.6 mm to 0.8 mm, contributing to an increase in the output of the GSR sensor.

また、一様な内部応力が付与されることで、GSRセンサのヒステリシス特性、正弦関数出力特性、およびノイズ低減と性能を大幅に改善することができる。また磁性ワイヤ60を緻密に多数本張ることで、出力感度はワイヤ本数に応じて増加させることができる。 In addition, by applying uniform internal stress, the hysteresis characteristics, sine function output characteristics, noise reduction and performance of the GSR sensor can be greatly improved. In addition, the output sensitivity can be increased in accordance with the number of wires by densely stretching a large number of magnetic wires 60.

さらに、本発明によればワイヤ径の1/2程度の浅い溝、言い換えれば従来のMI素子技術における溝深さを1/2から1/10程度にて磁性ワイヤを整列することができる。フォロリソグラフィーの線幅は、ほぼ基板面の凹凸の二乗に反比例するので、本発明によりと従来技術の4倍から100倍程度の微細なコイルピッチの形成を容易に行なうことができる。したがって、コイル巻き数は4倍以上の増加となって感度が5倍以上と大幅に向上することも可能となる。 Furthermore, according to the present invention, the magnetic wires can be aligned with a shallow groove of about ½ of the wire diameter, in other words, with a groove depth of about ½ to 1/10 in the conventional MI element technology. Since the line width of holographic lithography is approximately inversely proportional to the square of the unevenness of the substrate surface, according to the present invention, it is possible to easily form a fine coil pitch about 4 to 100 times that of the prior art. Therefore, the number of coil turns increases by 4 times or more, and the sensitivity can be greatly improved to 5 times or more.

本発明により、浅い溝を使ってGSR素子を形成できるので、ASIC表面上の膜面上でGSR素子を直接形成できる。つまりASICと素子とを一体成型出来て、センサの大幅な小型化を実現することができる。 According to the present invention, since the GSR element can be formed using the shallow groove, the GSR element can be directly formed on the film surface on the ASIC surface. In other words, the ASIC and the element can be integrally formed, and the sensor can be significantly reduced in size.

以上のように、本発明の磁性ワイヤ整列装置とワイヤ整列方法は、GSRセンサの高性能化と小型化を実現することができる。 As described above, the magnetic wire alignment apparatus and the wire alignment method of the present invention can realize high performance and downsizing of the GSR sensor.

1:磁性ワイヤ整列装置
10:ワイヤ供給装置部
11:ワイヤボビン、12a:ワイヤ送り出しモータ、13a:ワイヤ張力負荷装置、13b:張力測定装置、14:固定チャック、15:引き出しチャック
20:ワイヤ整列装置部
21:基板、22:基板ホルダー、221:テーパ部、23:基板固定台
30:ワイヤ位置決め装置部
31:マイクロスコープ、32:基板固定台送り装置、321:昇降、322:横送り、323:回転
40:切断装置部
41a:切断チャック、41b:切断チャック、42:切断機
50;制御装置部
60:磁性ワイヤ
61:検出コイル、62:電極(ワイヤ電極、コイル電極)、63:GSR素子(単位素子)、64:GSR素子の集合体


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Magnetic wire alignment apparatus 10: Wire supply apparatus part 11: Wire bobbin, 12a: Wire delivery motor, 13a: Wire tension load apparatus, 13b: Tension measuring apparatus, 14: Fixed chuck, 15: Drawer chuck 20: Wire alignment apparatus part
21: Substrate, 22: Substrate holder, 221: Tapered portion, 23: Substrate fixing base 30: Wire positioning device portion
31: Microscope, 32: Substrate fixing table feeder, 321: Lifting, 322: Horizontal feed, 323: Rotation 40: Cutting device part 41a: Cutting chuck, 41b: Cutting chuck, 42: Cutting machine 50; : Magnetic wire 61: Detection coil, 62: Electrode (wire electrode, coil electrode), 63: GSR element (unit element), 64: Assembly of GSR elements


本発明は、GSRセンサ素子の磁気特性の向上を図るために磁界を検知する磁性ワイヤに一様の応力を付与することができる磁性ワイヤ整列装置およびワイヤ整列方法に関するものである。       The present invention relates to a magnetic wire alignment apparatus and a wire alignment method that can apply a uniform stress to a magnetic wire that detects a magnetic field in order to improve the magnetic characteristics of a GSR sensor element.

超高感度マイクロ磁気センサであるMIセンサやGSRセンサは、直径数十μm以下の微小な磁性ワイヤを感磁体としたもので、電子コンパス、医療用センサ、セキュリティセンサなど幅広く使用されている。磁界検知素子であるMI素子やGSR素子は、アモルファスの磁性ワイヤを素子の長手方向に配置し、それを周回する検知コイルとコイル両端とワイヤ両端の4つの電極とを基板上に一体的に組みつけたものである。素子製造のために、磁性ワイヤを基板に整列させる装置の開発が取り組まれてきた。       The MI sensor and GSR sensor, which are ultra-sensitive micro magnetic sensors, use a minute magnetic wire with a diameter of several tens of μm or less as a magnetic sensitive body, and are widely used for electronic compass, medical sensor, security sensor and the like. MI and GSR elements, which are magnetic field detection elements, have an amorphous magnetic wire arranged in the longitudinal direction of the element, and a detection coil that circulates the element, coil ends, and four electrodes at both ends of the wire are integrally assembled on a substrate. I found it. Development of devices for aligning magnetic wires with substrates has been undertaken for device manufacturing.

はじめに、MI素子に作製において磁性ワイヤの内部応力が大きくなるとその磁気特性は低下することから張力を極力負荷せずに磁性ワイヤを整列していた(特許文献1及び特許文献2)。生産性の問題(特許文献1)や微細なコイル間隔でワイヤ整列することは困難であった(特許文献2)。
また、溝のない基板や浅い溝の基板に磁性ワイヤを整列する際には、溝から磁性ワイヤが外れやすいという欠点やコイルピッチの微細化が困難であった(特許文献3)。
First, when the internal stress of the magnetic wire is increased in the fabrication of the MI element, the magnetic characteristics are lowered, so that the magnetic wires are aligned without applying tension as much as possible (Patent Documents 1 and 2). It has been difficult to align wires with a problem of productivity (Patent Document 1) and a fine coil interval (Patent Document 2).
Further, when aligning magnetic wires on a substrate having no groove or a substrate having a shallow groove, it has been difficult to make the magnetic wire out of the groove and miniaturization of the coil pitch (Patent Document 3).

これらの特許文献で開示されたMI素子は、磁性ワイヤに最初に張力熱処理(温度500度〜600度)を施して磁気特性を大幅に改善し、その磁気特性を損なわないように張力をかけずに、あるいは巻き癖を取り除いてまっすぐに伸ばす程度(10kg/mm程度)の張力をかけて、基板に磁石の力で仮止めし、磁性ワイヤ切断後、接着剤で本固定する工程で製造される。張力熱処理後の磁性ワイヤの磁気特性は、高い透磁率を有しておりMIセンサの感度を改善するが、ヒステリシスや非直線性を有する欠点がある。そのため、MIセンサは、1)立ち上がりパルス検波を利用するとヒステリシスが大きくて問題であった。仕方なくセンサの消費電力が増加する立下りパルス検波を利用しているのが現状である。2)非直線性のために直線領域が狭く、測定レンジが小さくなるという欠点がある。3)さらに2%程度の非対称性についても大幅な改善が求められる。 In the MI elements disclosed in these patent documents, the magnetic wire is first subjected to a tensile heat treatment (temperature of 500 to 600 degrees) to greatly improve the magnetic characteristics without applying tension so as not to impair the magnetic characteristics. Or by removing the curl and applying a tension (about 10 kg / mm 2 ) so that it can be straightened, temporarily fixed to the substrate with the force of a magnet, cutting the magnetic wire, and then fixing it with an adhesive. The The magnetic properties of the magnetic wire after the tensile heat treatment have high permeability and improve the sensitivity of the MI sensor, but have the drawback of having hysteresis and non-linearity. For this reason, the MI sensor has a problem in that 1) the hysteresis is large when the rising pulse detection is used. The current situation is that falling pulse detection is used to increase the power consumption of the sensor. 2) Due to the non-linearity, the linear area is narrow and the measurement range is small. 3) Further improvement is required for asymmetry of about 2%.

その後、MIセンサよりもはるかに高い感度を有し、しかもMIセンサのヒステリシス、非直線性、測定レンジなどの欠点を解消したGSRセンサが開発された(特許文献4)。そのGSR素子の構造として、コイルと磁性ワイヤとの間隔を2μm程度にし、コイルピッチを5μm程度と小さくしたマイクロコイル付きの素子が開示され(特許文献5)、この素子の作製のために微小な溝に磁性ワイヤを整列する装置が開示されている(特許文献6)。       Thereafter, a GSR sensor was developed that has a much higher sensitivity than the MI sensor and solves the drawbacks such as hysteresis, nonlinearity, and measurement range of the MI sensor (Patent Document 4). As a structure of the GSR element, an element with a microcoil in which the distance between the coil and the magnetic wire is set to about 2 μm and the coil pitch is reduced to about 5 μm is disclosed (Patent Document 5). An apparatus for aligning magnetic wires in grooves is disclosed (Patent Document 6).

さらに、GSRセンサの開発過程において、1)磁性ワイヤに強い一様な応力を残存させた方が、GSR特性が改善すること、またノイズが低減することが分かった。2)短冊状にワイヤを配置するとさらに感度の改善が実現できるが、そのためにはワイヤ間隔を100μm以下にする必要があること。3)浅い溝にワイヤを整列することができれば、ASIC表面にGSR素子を直接形成するためには、ASIC表面上の被膜上に浅くて小さな溝を形成し、そこにワイヤを設置するためにはワイヤと溝との遊びを±2μmで制御することが必要であることが分かった。以上の知見に基づいて、GSRセンサの一層の性能改善を図るために、新しいワイヤ整列装置の開発が求められるようになった。 Furthermore, in the development process of the GSR sensor, it was found that 1) GSR characteristics were improved and noise was reduced when a strong uniform stress was left on the magnetic wire. 2) Although the sensitivity can be further improved by arranging the wires in a strip shape, it is necessary to make the wire interval 100 μm or less. 3) If a wire can be aligned in a shallow groove, in order to directly form a GSR element on the ASIC surface, a shallow and small groove is formed on the coating on the ASIC surface, and the wire is placed there. It has been found that the play between the wire and the groove needs to be controlled at ± 2 μm. Based on the above knowledge, in order to further improve the performance of the GSR sensor, development of a new wire alignment apparatus has been required.

従来の磁性ワイヤの仮固定方式は、張力負荷して切断後、基板の溝内に磁性ワイヤを磁石の力で仮止めしているだけのため、磁性ワイヤに大きな一様な応力を残存させることはできない。また、残存応力を安定的に維持することができなかった。そのために、磁性ワイヤに一様で大きな内部応力を付与するための、張力負荷、切断、仮固定および本固定の仕方に関する新しい製造技術思想の確立が必要である。また、特許文献4に開示された方法で製造されたGSR素子は、ヒステリス特性が良好で立上パルス検波による測定も可能である。しかし特性を安定させる方法と条件が明示されておらず、現状では安定して立上パルス検波を利用することができない。 In the conventional magnetic wire temporary fixing method, after applying tension and cutting, the magnetic wire is temporarily fixed in the groove of the substrate by the force of the magnet, so that a large uniform stress remains on the magnetic wire. I can't. Further, the residual stress could not be stably maintained. For this purpose, it is necessary to establish a new manufacturing technology concept relating to tension loading, cutting, temporary fixing and permanent fixing in order to apply a uniform and large internal stress to the magnetic wire. Further, the GSR element manufactured by the method disclosed in Patent Document 4 has good hysteresis characteristics and can be measured by rising pulse detection. However, the method and conditions for stabilizing the characteristics are not clearly described, and the rising pulse detection cannot be used stably at present.

また、ワイヤ間隔については、確かに特許文献6には磁石方式によるマイクロ溝への磁性ワイヤ整列方法が開示され、その中で磁性ワイヤの間隔は30〜100μmが可能であると記載している。
しかし、深いガイド溝を使う場合には、磁化した磁性ワイヤ同士の反発力に耐えることはできるが、浅い溝面に沿ったMI素子やGSR素子の下コイルの形成が困難となり、安定的に生産するという意味では、磁石方式では磁性ワイヤの間隔は100μmが限界であった。
また、磁性ワイヤ同士の反発力は磁性ワイヤの間隔を狭くすると磁性ワイヤ間の距離の2乗に比例して大きくなる。そのために磁性ワイヤを100μm以下の狭い間隔で整列することは困難であった。
そこで、磁石方式に代わって磁性ワイヤを狭い間隔で整列できる装置の開発が求められている。
As for the wire interval, Patent Document 6 certainly discloses a magnetic wire alignment method to micro grooves by a magnet method, and describes that the interval between the magnetic wires can be 30 to 100 μm.
However, when a deep guide groove is used, it can withstand the repulsive force between magnetized magnetic wires, but it is difficult to form the lower coil of the MI element and GSR element along the shallow groove surface, and stable production is achieved. In that sense, the magnetic method has a limit of 100 μm between the magnetic wires.
Further, the repulsive force between the magnetic wires increases in proportion to the square of the distance between the magnetic wires when the interval between the magnetic wires is narrowed. Therefore, it is difficult to align the magnetic wires at a narrow interval of 100 μm or less.
Therefore, in place of the magnet system, development of an apparatus capable of aligning magnetic wires at a narrow interval is required.

上述の特許文献を下記にまとめて示す。 The above patent documents are summarized below.

特開2000−81471号公報JP 2000-81471 A 再公表特許WO2003/017299Republished patent WO2003 / 017299 国際公開公報WO2012−043160A1International Publication No. WO2012-043160A1 特許第5839527号Japanese Patent No. 5839527 特許第5747294号Patent No. 5747294 特許第5839530号Patent No. 5839530

本発明は、第1にGSRセンサ素子の磁気特性を改善するために磁性ワイヤに一様な内部応力を付与できる整列装置と整列方法を実現するものである。
第2に磁性ワイヤと溝との遊び幅を±2μm以下とする幅の狭い溝に磁性ワイヤを整列させると共に磁性ワイヤ同士の間隔を100μm以下に整列させることができる整列装置を実現するものである。
The present invention firstly realizes an alignment apparatus and an alignment method capable of applying a uniform internal stress to a magnetic wire in order to improve the magnetic characteristics of a GSR sensor element.
Secondly, an alignment apparatus that can align the magnetic wires in a narrow groove having a play width of the magnetic wire and the groove of ± 2 μm or less and can align the gap between the magnetic wires to 100 μm or less is realized. .

本発明者は、磁性ワイヤを50kg/mmから100kg/mmの張力処理を行う研究を2013年以後行ってきたが、磁石の仮固定だけではワイヤを溝に沿って安定的に保持できないことに気が付いた。接着剤を併用して仮固定したところ、一様な内部応力が残存しGSRセンサの磁気特性が大幅に改善することを発見した。この発見を基礎に、磁石方式から接着剤方式に変更することにより、強く張った磁性ワイヤの張力を維持して磁性ワイヤ内部に一様な内部応力を付与することに想到した。
接着剤方式とは、まず基板ホルダーの両側にテーパ部を取り付け、そのテーパ部に接着剤を塗布する。そして、磁性ワイヤの整列時には基板をワイヤ引き出し高さ位置の上方に上昇させて、接着剤を塗布してある基板ホルダーのテーパ部に磁性ワイヤを強く押し付けて、接着剤の接着力で磁性ワイヤを強く固定することである。さらに基板の溝内に接着性レジストを塗布し、その接着力で磁性ワイヤを溝内に仮固定することにより一層強く固定することを見出した。
一様な内部応力の効果は、その力によって円周方向向きの電子スピンからなる表面磁区の厚みが増して、90度磁壁がワイヤ内部に押し込められ、それによってGHzパルス電流による電子スピンの高速回転現象のみを、つまり90度磁壁の移動を抑制して、コイルで検出することを可能にしたためと考えられる。
The present inventor has conducted research on the magnetic wire from 50 kg / mm 2 to 100 kg / mm 2 since 2013, but the wire cannot be stably held along the groove only by temporarily fixing the magnet. I noticed. When it was temporarily fixed using an adhesive, it was discovered that uniform internal stress remained and the magnetic characteristics of the GSR sensor were greatly improved. Based on this discovery, we came up with the idea of applying a uniform internal stress inside the magnetic wire by maintaining the tension of the strongly tensioned magnetic wire by changing from the magnet method to the adhesive method.
In the adhesive method, first, taper portions are attached to both sides of the substrate holder, and an adhesive is applied to the taper portions. When aligning the magnetic wires, the substrate is raised above the wire drawing height position, and the magnetic wire is strongly pressed against the taper portion of the substrate holder to which the adhesive is applied. It is to fix firmly. Further, it has been found that an adhesive resist is applied in the groove of the substrate, and the magnetic wire is temporarily fixed in the groove with the adhesive force, thereby further firmly fixing.
The effect of uniform internal stress is that the thickness of the surface domain consisting of electron spins in the circumferential direction is increased by the force, and the 90-degree domain wall is pushed into the wire, thereby causing high-speed rotation of the electron spin by the GHz pulse current. This is considered to be due to the fact that only the phenomenon, that is, the movement of the domain wall at 90 degrees is suppressed and can be detected by the coil.

上記アイデアに基づく具体的方法を詳述する。
第1に、磁性ワイヤに強くて一様な内部応力を付与するために、50kg/mm〜100kg/mmの大きな張力で磁性ワイヤをボビンから引き出し、引き出し後に引き出しチャック、2個の切断用チャックおよび固定チャックで磁性ワイヤを把持・固定する。この一様で大きな内部応力の力により磁性ワイヤ母材の内部にもともと残存していた残留応力や曲げくせ応力を除去する。
次に、基板を上昇させて基板両側の磁性ワイヤ両端を基板ホルダーのテーパ部に押し付けて、テーパ部の接着剤で磁性ワイヤの両端を基板ホルダーに接着・固定をするとともに磁性ワイヤを基板の溝に配置・整列する。この基板ホルダーのテーパ部の構造と接着剤の接着力とによって磁性ワイヤの両端が基板ホルダーに大きな張力を保持した状態で固定され、その結果として磁性ワイヤに30kg/mm〜100kg/mmの一様な大きな内部応力を保持できる。接着剤の接着力を調整することで残存する内部応力の大きさを調整することが可能である。
さらに、接着性レジストを塗布した基板の溝内に磁性ワイヤを溝に整列する場合には一層強く接着・固定することができ、磁性ワイヤの内部応力の保持力の向上が図られる。
A specific method based on the above idea will be described in detail.
First, in order to impart a uniform internal stress strongly magnetic wire, pull the magnetic wire from the bobbin in a large tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 , the drawer chuck after drawer, two cutting Grip and fix magnetic wire with chuck and fixed chuck. This uniform and large internal stress removes the residual stress and bending stress that originally remained inside the magnetic wire base material.
Next, the substrate is raised and both ends of the magnetic wire on both sides of the substrate are pressed against the taper portion of the substrate holder, and both ends of the magnetic wire are bonded and fixed to the substrate holder with an adhesive at the taper portion, and the magnetic wire is grooved on the substrate. Place and align to. Due to the structure of the taper portion of the substrate holder and the adhesive force of the adhesive, both ends of the magnetic wire are fixed to the substrate holder while maintaining a large tension, and as a result, the magnetic wire has a thickness of 30 kg / mm 2 to 100 kg / mm 2 . Uniform large internal stress can be maintained. It is possible to adjust the magnitude of the remaining internal stress by adjusting the adhesive strength of the adhesive.
Furthermore, when the magnetic wire is aligned in the groove of the substrate coated with the adhesive resist, the magnetic wire can be more strongly bonded and fixed, and the retention of the internal stress of the magnetic wire can be improved.

次に、ワイヤ供給側の固定チャックと基板との間には2個の切断用チャックで磁性ワイヤを把持・固定し、切断用チャックの間で磁性ワイヤを切断する。大きな内部応力を有する磁性ワイヤの切断時の衝撃力を2個の切断用チャックの把持力で吸収できる。磁性ワイヤの切断後、磁性ワイヤを把持・固定している基板側の切断用チャックおよび引き出しチャックを開放する。この時磁性ワイヤの一様な内部応力は接着剤の接着力で保持される。
その後、次工程において接着性レジストを全面塗布して磁性ワイヤを基板に本固定した後、所定の冶具を使って基板ホルダーから取り外す。
Next, the magnetic wire is held and fixed by two cutting chucks between the fixed chuck on the wire supply side and the substrate, and the magnetic wire is cut between the cutting chucks . The impact force at the time of cutting of the magnetic wire having the large internal stress can be absorbed by the two cutting chat gripping force of click. After cutting the magnetic wire, the cutting chuck and the drawing chuck on the substrate side holding and fixing the magnetic wire are opened. At this time, the uniform internal stress of the magnetic wire is held by the adhesive force of the adhesive.
Thereafter, in the next step, an adhesive resist is applied over the entire surface and the magnetic wire is permanently fixed to the substrate, and then removed from the substrate holder using a predetermined jig.

磁性ワイヤを50kg/mm〜100kg/mmの大きな張力で引き出す時、ワイヤボビンや送りリールと磁性ワイヤとの摩擦およびチャックの滑りによって断線の問題が発生しやすくなる。これらの問題は、磁性ワイヤを引き出し時の張力測定装置と張力一定に維持するフィードバックシステムを取り付けること、磁性ワイヤを複数個のチャックで強く把持固定して磁性ワイヤ整列装置の一連の動作を行うことおよびチャック把持面を凹凸面にして摩擦力アップすることによって解決できることを見出した。 When pulling out the magnetic wire with a large tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 , the problem of breakage easily occurs by sliding friction and chuck the bobbin and the feed reel and the magnetic wire. These problems are that a tension measuring device when pulling the magnetic wire and a feedback system that keeps the tension constant are attached, and the magnetic wire is firmly held and fixed by a plurality of chucks to perform a series of operations of the magnetic wire aligning device. It was also found that the problem can be solved by increasing the frictional force by making the chuck gripping surface uneven.

また、磁性ワイヤを50kg/mm〜100kg/mmの大きな張力をかけた状態でワイヤを切断すると切断時の衝撃力で磁性ワイヤの仮固定が外れて磁性ワイヤが基板の溝から飛び出すトラブルが発生する。その対策として、切断時には磁性ワイヤの切断個所の両端を切断用チャックで把持して、磁性ワイヤを切断する。切断後に磁性ワイヤの両側を把持している2個の切断用チャックを開放することで、切断時の衝撃力を吸収できてトラブルは生じないことを見出した。磁性ワイヤの切断機は、機械的切断機を使用する。 Also, the trouble magnetic wire magnetic wire off the temporary fixing of the magnetic wire impact force during cutting to cut the wire while applying a large tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 pops out from the groove of the substrate Occur. As a countermeasure, at the time of cutting, both ends of the cutting portion of the magnetic wire are held by a cutting chuck to cut the magnetic wire. It has been found that by releasing the two cutting chucks holding both sides of the magnetic wire after cutting, the impact force during cutting can be absorbed and no trouble occurs. A magnetic wire cutting machine uses a mechanical cutting machine.

第2に、基板の溝との遊び幅±2μm以下で磁性ワイヤを小さな溝に整列し、かつ磁性ワイヤ同士の間隔を100μm以下に整列させるためには、ピーンと強く張った磁性ワイヤに着目し、磁性ワイヤの中央線を基準線にしてマイクロスコープを使って溝の中央線(基軸線という。)との位置ずれ、平行度ずれを調整して、磁性ワイヤと基板の溝の中央線(基軸線という。)とのずれ量を±1μm以下にするという高い精度で整列させる性能を有する整列装置を実現するものである。磁性ワイヤ同士の反発力を生じる磁石による仮止めの方式に代えて接着剤方式を採用することで実現できることを見出した。 Secondly, in order to align the magnetic wires into small grooves with a play width of ± 2 μm or less with respect to the substrate grooves, and to align the gaps between the magnetic wires to 100 μm or less, focus on the magnetic wires that are strongly stretched with peen. The center line of the magnetic wire and the substrate groove (base axis ) is adjusted by using the microscope to adjust the positional deviation and parallelism deviation from the center line of the groove (referred to as the base axis ) using the center line of the magnetic wire as a reference line . An alignment apparatus having a performance of aligning with high accuracy that the deviation amount from the line is set to ± 1 μm or less is realized. It has been found that this can be realized by adopting an adhesive method instead of a temporary fixing method using a magnet that generates a repulsive force between magnetic wires.

本発明は、磁性ワイヤを50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力で引き出し、基板の溝に配置するとともに基板を把持固定する基板ホルダーのテーパ部の接着剤で磁性ワイヤを接着・固定することによって、磁性ワイヤ母材に残存していた残留応力を除去すると同時30kg/mm〜100kg/mmの一様な内部応力を付与して、GSRセンサのヒステリシス特性、ノイズ、および直線性(正弦波関数出力特性)などの磁気特性が改善される。 The present invention is a magnetic wire drawer in the magnitude of the tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 , the adhesive-magnetic wire with the adhesive of the tapered portion of the substrate holder for gripping fixing the substrate with placing the groove of the substrate by fixing, by applying a uniform internal stresses simultaneous 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 removal of residual stress remaining in the magnetic wire matrix, the GSR sensor hysteresis, noise, and linear Magnetic properties such as characteristics (sinusoidal function output characteristics) are improved.

また本発明は、ピーンと張った磁性ワイヤを基準線として活用し、基準線と基板上の磁性ワイヤの径とほぼ同等幅の微小な溝の基軸線との位置関係をマイクロスコープで観察して位置合わせを行ない、その位置ずれを精密制御が可能な基板固定台で調整することによって精度の高い磁性ワイヤ整列を得ることが可能となり、マイクロサイズのGSRセンサ素子の実現を可能とする効果を有する。
さらに1個のGSRセンサ素子内に40μm以下の微小間隔で磁性ワイヤを多数本配置することができ、GSRセンサの高感度化と測定レンジの拡大を可能とする効果を有する。
In addition, the present invention uses a magnetic wire that is taut as a reference line, and observes the positional relationship between the reference line and the base line of a minute groove having a width substantially equal to the diameter of the magnetic wire on the substrate with a microscope. It is possible to obtain a magnetic wire alignment with high accuracy by performing alignment and adjusting the positional deviation with a substrate fixing base capable of precise control, and it is possible to realize a micro-sized GSR sensor element. .
In addition, a large number of magnetic wires can be arranged in a single GSR sensor element at a minute interval of 40 μm or less, which has the effect of increasing the sensitivity of the GSR sensor and extending the measurement range.

磁性ワイヤ整列装置の構成を示す概念図で、磁性ワイヤを引き出すための準備段階の図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of a magnetic wire alignment apparatus, and is a figure of the preparation stage for drawing out a magnetic wire. 磁性ワイヤ整列装置の構成を示す概念図で、磁性ワイヤが一定の張力を付加され、4個のチャックで固定されている図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of a magnetic wire aligning apparatus, and is a figure which fixed the fixed tension with four chuck | zippers, and a magnetic wire. 磁性ワイヤが、接着剤が塗布されている基板ホルダーのテーパ部に押し付けられて接着して固定されているとともに溝内に配置されている図である。FIG. 5 is a diagram in which a magnetic wire is pressed and bonded to a taper portion of a substrate holder to which an adhesive is applied, and is disposed in a groove. 1枚の基板に作製したGSR素子の集合体とその単位素子の概念図である。It is the conceptual diagram of the aggregate | assembly of the GSR element produced on one board | substrate, and its unit element.

本発明を実施するための最良の形態を、図1〜図3を用いて説明する。
本発明の磁性ワイヤ整列装置1は、ワイヤ供給装置部10、ワイヤ整列装置部20、位置決め装置部30、切断装置部40および制御装置部50からなる。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
The magnetic wire aligning device 1 of the present invention includes a wire supply device unit 10, a wire aligning device unit 20, a positioning device unit 30, a cutting device unit 40, and a control device unit 50.

ワイヤ供給装置部10は、ワイヤボビン11aとワイヤボビン11aに巻き付けた磁性ワイヤ60を一定の張力かつ一定の速度で引き出す引き出しチャック15、磁性ワイヤ60の引き出し後に磁性ワイヤ60を固定する固定チャック14、ワイヤ送り出し速度制御装置12およびワイヤ張力制御装置13(13aと13bを含む。)からなる。図1には、さらに4個のワイヤリール16を用いて磁性ワイヤを搬送する形態を示している。 The wire supply unit 10 includes a wire bobbin 11a and a pull-out chuck 15 that pulls out the magnetic wire 60 wound around the wire bobbin 11a at a constant tension and a constant speed, a fixed chuck 14 that fixes the magnetic wire 60 after the magnetic wire 60 is pulled out, and wire feed-out It consists of a speed control device 12 and a wire tension control device 13 (including 13a and 13b). FIG. 1 shows a mode in which a magnetic wire is conveyed using four wire reels 16.

また、ワイヤ供給装置部10は、磁性ワイヤを引き出しチャックでつかみ一定速度で引き出した時、ボビン、リールなどの摩擦力によって予期できない負荷がかかる。そこで、送り速度を調整できるワイヤ送り出しモータからなるワイヤ送り出し速度制御装置12、複数個のワイヤリール16、ワイヤ張力負荷装置13a、ワイヤ張力計測装置13bおよび負荷張力と所定の張力とのずれを計算し、送り出しモータの送り速度を引き出し速度と一致するように調整してワイヤを所定の張力に維持する機能を有するワイヤ張力制御装置13とからなることで、50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力で引き出す際の断線を防止している。 Moreover, when the wire supply unit 10 holds the magnetic wire with the pull-out chuck and pulls it out at a constant speed, an unexpected load is applied due to the frictional force of the bobbin, reel, or the like. Therefore, a wire feed speed control device 12 comprising a wire feed motor capable of adjusting the feed speed, a plurality of wire reels 16, a wire tension load device 13a, a wire tension measuring device 13b, and a deviation between the load tension and a predetermined tension are calculated. by consist wire tension control device 13 that has the function of adjusting to match the speed pull the feed speed of the feed motor to maintain the wire at a predetermined tension, of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 size The disconnection when pulling out with the tension is prevented.

ワイヤ供給装置部10において、ワイヤ送り出し速度制御装置12を構成するワイヤ送り出し速度制御型モータ12aにより磁性ワイヤ60の母材を巻いているワイヤボビン11から磁性ワイヤ母材を送り出す。磁性ワイヤ母材には製造時の内部応力やワイヤボビン11による巻き応力などの残留応力が残っている。 In the wire supply unit 10, the magnetic wire base material is sent out from the wire bobbin 11 around which the base material of the magnetic wire 60 is wound by the wire feed speed control type motor 12 a constituting the wire feed speed control device 12. Residual stresses such as internal stress during manufacturing and winding stress due to the wire bobbin 11 remain in the magnetic wire base material.

磁性ワイヤ60には、ワイヤ張力測定装置13bで測定しながらワイヤ張力制御装置13で制御された一定の張力がワイヤ張力負荷装置13aにより負荷される。
ワイヤ張力負荷装置13aは、荷重を1〜20gの範囲に調整することによりワイヤ張力を一定に付加することができる。磁性ワイヤの径を10μmとする場合、50kg/mm2〜100kg/mm2の範囲で張力を調整することが適切である。50kg/mm2以上にすることにより内部応力や巻き応力などの残存応力を除去することができ、100kg/mm2以下にすることにより磁性ワイヤの破断が防止できる。また、この張力負荷により、磁性ワイヤの基準線としての機能が達成される。
ワイヤリール16は、磁性ワイヤ60がワイヤリール16から脱落しないようにするため、大きさは20mm径でV字溝付のものである。
一定の張力の維持のために各チャックの把持面は凹凸面にして摩擦力アップし、把持力を大きくしている。
A constant tension controlled by the wire tension control device 13 while being measured by the wire tension measuring device 13b is applied to the magnetic wire 60 by the wire tension loading device 13a.
The wire tension load device 13a can apply a constant wire tension by adjusting the load to a range of 1 to 20 g. If the diameter of the magnetic wire and 10 [mu] m, it is appropriate to adjust the tension in the range of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 . Residual stresses such as internal stress and winding stress can be removed by setting it to 50 kg / mm 2 or more, and breakage of the magnetic wire can be prevented by setting it to 100 kg / mm 2 or less. Moreover, the function as a reference line of a magnetic wire is achieved by this tension load.
The wire reel 16 has a diameter of 20 mm and a V-shaped groove so that the magnetic wire 60 does not fall off the wire reel 16.
In order to maintain a constant tension, the gripping surface of each chuck is made uneven to increase the frictional force and increase the gripping force.

ワイヤ整列装置部20は、磁性ワイヤを整列させるための溝を有する基板21と基板を固定する基板ホルダー22とからなる基板固定台23を有する。
また、基板ホルダー22は磁性ワイヤ60の引き出し方向に対して基板ホルダー22の両側にテーパ部を有し、そのテーパ部には磁性ワイヤ60を接着・固定するための接着剤を塗布されている。テーパ部を設けることにより磁性ワイヤと接着剤との両者間を全面にわたって接着することができる。
さらに、基板21の溝に前もって接着性レジストを塗布し、磁性ワイヤ60を接着性レジストで吸着させることでより強く固定される。
このように強く固定されることによって、50kg/mm2〜100kg/mm2の初期に付与した張力が固定チャックの開放後にも30kg/mm2〜100kg/mm2の内部応力として維持することができる。
The wire aligning unit 20 includes a substrate fixing base 23 including a substrate 21 having a groove for aligning magnetic wires and a substrate holder 22 for fixing the substrate.
The substrate holder 22 has taper portions on both sides of the substrate holder 22 with respect to the drawing direction of the magnetic wire 60, and an adhesive for adhering and fixing the magnetic wire 60 is applied to the taper portion. By providing the taper portion, both the magnetic wire and the adhesive can be bonded over the entire surface.
Further, an adhesive resist is applied to the grooves of the substrate 21 in advance, and the magnetic wire 60 is adsorbed by the adhesive resist to be fixed more strongly.
By being thus strongly fixed, it is possible to tension imparted to the initial 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 is maintained as an internal stress of 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 even after opening of the fixed chuck .

位置決め装置部30は、磁性ワイヤ60の中央線を基準線として、また前記基板の溝の中央線を基軸線として、磁性ワイヤ60を基板21の溝の中に整列させるために基準線と基軸線との位置ずれ状態を検出するマイクロスコープ、その位置ずれを基板固定台23の昇降321、横送り322および回転323により基準線と基軸線を一致させるように調整する基板固定台送り装置32と位置決め補正演算装置(図示せず)からなる。 The positioning device section 30 uses a reference line and a base axis to align the magnetic wire 60 in the groove of the substrate 21 with the center line of the magnetic wire 60 as a reference line and the center line of the groove of the substrate as a base line. And a substrate fixing table feed device 32 that adjusts the position deviation so that the reference line and the base axis line coincide with each other by raising / lowering 321, lateral feed 322, and rotation 323 of the substrate fixing table 23. It consists of a correction arithmetic unit (not shown).

マイクロスコープ31は、磁性ワイヤ60と基板21の溝の両者を観察する必要があるので、1μm以下の解像度を有するものを使用する。両者は立体的位置関係にあるので、マイクロスコープ31の焦点調整が微妙であり、手元のつまみで容易に調整できるもの用いる。これにより初期調整など調整作業が容易になる。マイクロスコープ31は2台設置してもよいし、移動させて使用してもよい。振動対策が重要なことから、マイクロスコープ台は振動対策として磁性ワイヤ整列装置1の本体に強く取り付ける。
なお、上記の機能を有する検出装置であれば、マイクロスコープに限定されるものではない。
Since the microscope 31 needs to observe both the magnetic wire 60 and the groove of the substrate 21, a microscope having a resolution of 1 μm or less is used. Since both are in a three-dimensional positional relationship, the focus adjustment of the microscope 31 is delicate, and a microscope that can be easily adjusted with a knob at hand is used. This facilitates adjustment work such as initial adjustment. Two microscopes 31 may be installed or moved for use. Since the countermeasure against vibration is important, the microscope stand is strongly attached to the main body of the magnetic wire aligning apparatus 1 as a countermeasure against vibration.
In addition, if it is a detection apparatus which has said function, it will not be limited to a microscope.

基板固定台送り装置32は、磁性ワイヤ60を整列する基板21を固定する基板固定台22を載置しており、磁性ワイヤ60に対して±1μmの精度で左右方向に横送りすること(322)ができ、1μmの送りピッチで上下方向に昇降すること(321)ができる。左右方向の横送り322により、磁性ワイヤ60を基準線として、基板側の溝を基軸線として、両者の平行ずれと横方向ずれの両方を合わせて、±1μmの精度で検出して、直径5μmから15μmの磁性ワイヤ60を幅9μmから19μmの溝に配置することができる。       The substrate fixing table feeding device 32 is mounted with a substrate fixing table 22 for fixing the substrate 21 on which the magnetic wires 60 are aligned, and is laterally fed to the magnetic wires 60 with a precision of ± 1 μm (322). Can be moved up and down (321) at a feed pitch of 1 μm. By lateral feed 322 in the left-right direction, the magnetic wire 60 is used as a reference line, the substrate-side groove is used as a base line, and both parallel shift and lateral shift are detected with an accuracy of ± 1 μm, and the diameter is 5 μm. To 15 μm magnetic wire 60 can be placed in a groove having a width of 9 μm to 19 μm.

上下方向の昇降321は、磁性ワイヤ60と基板23との上下間隔を接触ないし非接触では1μm程度以下と可能な限り近接させて保ち、1μmの解像度を持つマイクロスコープ31による観察を可能にして、左右方向の調整後にテーパ部221に磁性ワイヤ60を押し付けることができるように基板固定台23を上昇させて、磁性ワイヤ60を基板ホルダー22のテーパ部221に押し付けるとともに溝に埋設するものである。
次に、回転323は、ワイヤ基準線と基軸線である溝とが平行になるように0.01°の回転ピッチで調整するものである。
The vertical movement 321 keeps the vertical distance between the magnetic wire 60 and the substrate 23 as close as possible to about 1 μm or less in contact or non-contact, and enables observation with the microscope 31 having a resolution of 1 μm. The substrate fixing base 23 is raised so that the magnetic wire 60 can be pressed against the tapered portion 221 after adjustment in the left-right direction, and the magnetic wire 60 is pressed against the tapered portion 221 of the substrate holder 22 and embedded in the groove.
Next, the rotation 323 is adjusted at a rotation pitch of 0.01 ° so that the wire reference line and the groove serving as the base axis are parallel to each other.

左右方向の横送り322は、素子内に多数本の磁性ワイヤ60を整列配置する場合のために、素子間の間隔ピッチと素子内のワイヤ間隔ピッチおよびコイル内のワイヤ間隔ピッチの三つの異なるピッチ送りで制御することを可能にする。
また、素子間隔ピッチは200μmから400ミクロンm程度と大きく移動し、ワイヤ間隔ピッチは50μmから100μmの小さな移動、およびコイル内ワイヤの間隔は、ワイヤ径を最小に40μm未満の微細な移動を可能にする。しかも基板全体にワイヤを整列させる必要があるので基板の大きさとして60mmから200mm程度の移動距離を±1μmの送りピッチで移動する基板固定台送り装置23を採用する必要がある。磁性ワイヤ60と溝との位置の位置精度±1μmについては、磁性ワイヤを基準線とした制御システムによって実現される。ただし、多数本ワイヤを使う場合の基板固定台の左右方向の送り移動距離は、ワイヤ本数で除した距離でよい。
The lateral feed 322 in the left-right direction has three different pitches, that is, a pitch between elements, a pitch between wires in the element, and a pitch between wires in the coil for arranging a plurality of magnetic wires 60 in the element. Allows control by feed.
In addition, the element spacing pitch is greatly moved from 200 μm to 400 μm, the wire spacing pitch is as small as 50 μm to 100 μm, and the distance between the wires in the coil enables a fine movement of less than 40 μm to minimize the wire diameter. To do. In addition, since it is necessary to align the wires on the entire substrate, it is necessary to employ a substrate fixing table feeding device 23 that moves the moving distance of about 60 mm to 200 mm with a feeding pitch of ± 1 μm as the size of the substrate. The positional accuracy ± 1 μm between the magnetic wire 60 and the groove is realized by a control system using the magnetic wire as a reference line. However, in the case of using a large number of wires, the feed movement distance in the left-right direction of the substrate fixing base may be a distance divided by the number of wires.

基板固定台送り装置32の制御能力は、使用する磁性ワイヤ径を基礎単位にして、磁性ワイヤ径に対して溝の幅は1.2倍から3倍程度とし、溝の深さは0.5倍から1.2倍程度を最小限の移動量として、基板固定台送り装置の送りピッチは0.1μmである。本発明はこの数値関係を限定するものではないが、GSR素子のマイクロサイズ化を実現するためには上記数値範囲とすることが望ましい。       The control capability of the substrate fixing table feeder 32 is based on the magnetic wire diameter to be used, the groove width is about 1.2 to 3 times the magnetic wire diameter, and the groove depth is 0.5. The feed pitch of the substrate fixing table feeder is 0.1 μm, with the minimum movement amount being from double to 1.2 times. The present invention does not limit this numerical relationship, but it is desirable that the numerical range be within the above range in order to realize micro-sizing of the GSR element.

磁性ワイヤ60の基板21の溝への整列は、磁性ワイヤ60を引き出しチャック15で所定の位置(図2)まで引き出した後、固定チャック15で固定して、ピーンとまっすぐに大きな張力で張った状態とし、磁性ワイヤ60の中央線を基準線にして、基板21の両側にて磁性ワイヤ60の基準線と基板21の溝の中央線との位置関係をマイクロスコープ31で±1μm以下の精度で観察し、磁性ワイヤ60が溝の中央線に対して±1μm以下の精度で平行な位置関係になるように、横ずれの補正量、回転角の補正量を計算し、基板固定台22を補正量だけ移動させて、±1μmの精度で行なう。
また、回転323により回転ずれ角だけ基板固定台23を0.01°の回転ピッチで回転させる。
The magnetic wire 60 is aligned with the groove of the substrate 21 by pulling the magnetic wire 60 to a predetermined position (FIG. 2) with the pull-out chuck 15 and then fixing with the fixed chuck 15 and stretching it straight with a large tension. With the center line of the magnetic wire 60 as a reference line, the positional relationship between the reference line of the magnetic wire 60 and the center line of the groove of the substrate 21 on both sides of the substrate 21 is accurate to ± 1 μm or less with the microscope 31. Observe and calculate the amount of correction of lateral deviation and the amount of correction of rotation angle so that the magnetic wire 60 has a parallel positional relationship with an accuracy of ± 1 μm or less with respect to the center line of the groove, and the substrate fixing table 22 is corrected. And is performed with an accuracy of ± 1 μm.
Further, the substrate fixing table 23 is rotated at a rotation pitch of 0.01 ° by the rotation deviation angle by the rotation 323.

その後に、磁性ワイヤ60が基板ホルダー22のテーパ部221に押し付けられて接着仮固定されるまで、基板固定台23を昇降321で上昇移動させる。基板固定台23の基板ホルダー22のテーパ部221には接着剤が塗布されている。強固な固定のためには基板面をワイヤ引き出し高さの位置より高く上昇させて、磁性ワイヤ60を基板ホルダー22のテーパ部221に塗布された接着剤に強く押し付けて吸着させる。それをマイクロスコープ31で観察し、初期設定値として制御装置部40に記録する。 Thereafter, the substrate fixing base 23 is moved upward and downward 321 until the magnetic wire 60 is pressed against the taper portion 221 of the substrate holder 22 and temporarily fixed. An adhesive is applied to the tapered portion 221 of the substrate holder 22 of the substrate fixing base 23. For firm fixation, the substrate surface is raised higher than the position of the wire drawing height, and the magnetic wire 60 is strongly pressed against the adhesive applied to the taper portion 221 of the substrate holder 22 for adsorption. This is observed with the microscope 31 and recorded in the control unit 40 as an initial set value.

切断装置部40は、磁性ワイヤ60を切断するときに切断位置の両側を固定する2個の切断用チャック41(4aと41b)と切断用チャック41で固定した後に磁性ワイヤ60を切断する切断機42とからなる。
2個の切断用チャック41により大きな内部応力を有する磁性ワイヤ60の切断時の衝撃力が吸収され、磁性ワイヤ60が仮固定されている溝から飛び出すことが避けられる。
磁性ワイヤ60の切断後、磁性ワイヤ60を把持・固定している基板側の切断チャック41bおよび引き出しチャック15を開放し、磁性ワイヤ60には一様な内部応力が付与されているフリーな状態となる。磁性ワイヤ60は、接着剤が塗布されている基板ホルダー221のテーパ部28に接着・固定され、基板21に仮固定されて基板の溝からはみ出さないように保持される。
さらに、基板21の溝に接着性レジストが塗布されている場合には、磁性ワイヤ60はテーパ部221における接着力に加えて接着性レジストによる吸着力によりより強い力で固定される。これにより、より安定した一様の内部応力が磁性ワイヤ60付与されるとともに切断時における溝からの磁性ワイヤ60の飛び出しが確実に防止できる。
The cutting device section 40 includes two cutting chucks 41 (4a and 41b) that fix both sides of the cutting position when cutting the magnetic wire 60, and a cutting machine that cuts the magnetic wire 60 after being fixed by the cutting chuck 41. 42.
The two cutting chucks 41 absorb the impact force at the time of cutting the magnetic wire 60 having a large internal stress, and the magnetic wire 60 can be prevented from jumping out from the temporarily fixed groove.
After the magnetic wire 60 is cut, the substrate-side cutting chuck 41b and the pulling chuck 15 holding and fixing the magnetic wire 60 are opened, and the magnetic wire 60 is in a free state in which uniform internal stress is applied. Become. The magnetic wire 60 is bonded and fixed to the tapered portion 28 of the substrate holder 221 to which an adhesive is applied, and is temporarily fixed to the substrate 21 so as not to protrude from the groove of the substrate.
Further, when the adhesive resist is applied to the groove of the substrate 21, the magnetic wire 60 is fixed with a stronger force by the adsorption force of the adhesive resist in addition to the adhesive force at the taper portion 221. As a result, a more stable and uniform internal stress is applied, and the magnetic wire 60 can be reliably prevented from jumping out of the groove during cutting.

制御装置部50は、ワイヤ径、ガラス厚みなどのワイヤ特性を入力して自動で磁性ワイヤ60の張力を調整する機能、各チャック圧力(14、15、41)を調整する機能、ワイヤ切断力を調整する機能、基板固定台23の原点調整と原点復帰、作業基準位置への自動復帰機能、マイクロスコープ31によるずれ量の観察結果に基づいて左右に基板固定台23を調整する機能、また基板21の厚み、溝深さ、ワイヤ径などの作業データを基礎に基板固定台23の高さの自動調整昇降機能および生産状況を管理する機能を有している。さらに非常時のためにマニュアル操作への切り替えも可能である。       The control unit 50 inputs the wire characteristics such as the wire diameter and the glass thickness, automatically adjusts the tension of the magnetic wire 60, adjusts each chuck pressure (14, 15, 41), and the wire cutting force. Function for adjusting, origin adjustment and origin return of substrate fixing base 23, automatic return function to work reference position, function for adjusting substrate fixing base 23 left and right based on observation result of deviation amount by microscope 31, substrate 21 It has a function for automatically adjusting the height of the substrate fixing base 23 and managing the production status based on work data such as thickness, groove depth, and wire diameter. Furthermore, it is possible to switch to manual operation in case of emergency.

また制御装置部50は、磁性ワイヤ60を素子間の間隔ピッチと素子内の間隔ピッチの組み合わせおよびコイル内のワイヤ間隔ピッチからなるピッチ送りの組み合わせを制御するプログラムから構成されていることが好ましい。       The control unit 50 is preferably configured of a program for controlling the combination of pitch feed consisting of the combination of the pitch between the elements and the pitch between the elements and the pitch between the wires in the coil.

以上の操作により、1つの素子内に複数本の磁性ワイヤが1〜40μmの間隔の隙間で並べることができ、また1つの素子コイル内に2本の磁性ワイヤが1〜10μmの間隔の隙間で並べることもできる。       Through the above operation, a plurality of magnetic wires can be arranged in one element with a gap of 1 to 40 μm, and two magnetic wires in one element coil can be arranged with a gap of 1 to 10 μm. They can also be arranged.

連続運転は、これらの制御数値を制御数値部40に記憶させておいて、その数値に従って予備移動して、その位置でマイクロスコープ31により磁性ワイヤ60を基準線して磁性ワイヤ60と溝との位置ずれを確認、補正するフィードバックシステム方法で補正を行ない、それを連続的に繰り返す。       In the continuous operation, these control numerical values are stored in the control numerical value unit 40, preliminarily moved according to the numerical values, and at the position, the magnetic wire 60 is used as a reference line by the microscope 31, and the magnetic wire 60 and the groove are aligned. Correction is performed by a feedback system method for confirming and correcting the positional deviation, and this is continuously repeated.

大量生産の場合には、ワイヤ供給装置部10を多数個並列的に配置して多数本の磁性ワイヤ60を一度に供給できるようにする。この場合の磁性ワイヤ60の切断機42としては、多数のはさみからなる機械式切断機に加えてプレス切断機を使用してもよい。重要な点は、ピーンと張った磁性ワイヤを切断する際、大きな衝撃力が発生する。その衝撃力を吸収するために、切断位置の両側を切断用チャックで把持することである。 In the case of mass production, a large number of wire supply devices 10 are arranged in parallel so that a large number of magnetic wires 60 can be supplied at a time. In this case, as the cutting machine 42 for the magnetic wire 60, a press cutting machine may be used in addition to a mechanical cutting machine composed of a large number of scissors. The important point is that a large impact force is generated when cutting a taut magnetic wire. In order to absorb the impact force, both sides of the cutting position are gripped by a cutting chuck .

上記の磁性ワイヤ整列装置1を使用して磁性ワイヤ60を基板21上に整列する方法を以下に説明する。
(1)磁性ワイヤ60を巻き付けたワイヤボビン11をワイヤ供給装置部10に取り付け、ワイヤ引き出し開始位置(図1にて、引き出しチャック15の位置をいう。)まで引きワイヤ送り出し出しモータ12aにより磁性ワイヤ60を送り出して固定チャック14で固定する(図1)。
A method for aligning the magnetic wires 60 on the substrate 21 using the magnetic wire aligning apparatus 1 will be described below.
(1) The wire bobbin 11 around which the magnetic wire 60 is wound is attached to the wire supply unit 10, and the magnetic wire 60 is moved to the wire drawing start position (referred to as the position of the drawing chuck 15 in FIG. 1) by the pulling wire feeding motor 12a. And is fixed by the fixing chuck 14 (FIG. 1).

(2)引き出し開始位置に送り出されている磁性ワイヤ60の端部を引き出しチャック15により強く把持・固定する一方で固定チャックを開放する。そして、ワイヤ送り出しモータ12aをワイヤ送り出し速度制御装置により一定の速度かつワイヤ張力制御装置により50kg/mm〜100kg/mmの一定の張力にて、引き出しチャック14を用いて引き出し開始位置から引き出し固定位置(図2にて、引き出しチャック15の位置を言う。)まで磁性ワイヤ60を引き出して、磁性ワイヤ60に一定の張力を負荷した状態で固定チャック14、2個の切断用チャック(41aおよび41b)および引き出しチャック15により把持して引き出し固定する(図2)。
これにより、固定チャック14から引き出し固定チャック15の間の磁性ワイヤ60には50kg/mm〜100kg/mmの張力が付加された状態にあり、強く真っ直ぐにピーンと強く張られた磁性ワイヤ60となっている。
(2) The end of the magnetic wire 60 fed to the drawing start position is firmly held and fixed by the drawing chuck 15 while the fixed chuck is released. The drawer fixed with wire feeding constant tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 with a constant speed and the wire tension controller by a motor 12a wire feed speed controller, from the drawer starting position with the drawer chuck 14 The magnetic wire 60 is pulled out to a position (referring to the position of the drawer chuck 15 in FIG. 2), and the fixed chuck 14 and the two cutting chucks (41a and 41b) are loaded with a certain tension applied to the magnetic wire 60. ) And the drawer chuck 15 to fix the drawer (FIG. 2).
Thus, in a state in the magnetic wires 60 the tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 is added between the drawer fixing chuck 15 from the fixed chuck 14, magnetic wire 60 stretched strongly strongly straight peen It has become.

(3)磁性ワイヤ60を整列するための溝を有する基板21は、接着剤が塗布されているテーパ部221を有する基板ホルダー22に把持・固定されて基板固定台23として基板固定台送り装置32に前もって載置されている。この載置したときにおける基板上面の高さを基板固定台送り装置32の動作原点高さとする。
この基板固定台23を基板固定台送り装置32により、動作原点高さから磁性ワイヤ60の下部の高さまで上昇させる。これは、磁性ワイヤ60を基板21の溝に整列する際に、両者の位置関係を観察して一致させるための基板21を移動させるために磁性ワイヤ60と基板21は非接触にて最も近接する高さまで上昇させることをいう。
(3) The substrate 21 having a groove for aligning the magnetic wires 60 is held and fixed to the substrate holder 22 having the taper portion 221 to which the adhesive is applied, and is used as the substrate fixing table 23 as the substrate fixing table feeding device 32. Has been placed in advance. The height of the upper surface of the substrate when placed is set as the operation origin height of the substrate fixing table feeder 32.
The substrate fixing table 23 is raised from the operation origin height to the height below the magnetic wire 60 by the substrate fixing table feeding device 32. This is because when the magnetic wire 60 is aligned with the groove of the substrate 21, the magnetic wire 60 and the substrate 21 are closest to each other in order to move the substrate 21 for observing and matching the positional relationship between them. To raise to height.

(4)引き出し固定され、強い張力でピーンと張っている磁性ワイヤ60の中央線を基準線にして基板21の溝の中央線である基軸線との位置関係をマイクロスコープ31で測定し、両者の位置関係誤差を計算し、誤差量を横送り322と回転323でもって補正することにより基準線である磁性ワイヤ60の中央線に基軸線である溝の中央線を一致させる(4) The positional relationship between the center line of the magnetic wire 60 drawn out and fixed and pierced with a strong tension with respect to the base line which is the center line of the groove of the substrate 21 is measured by the microscope 31 with the reference line as the reference line. , And the amount of error is corrected by the lateral feed 322 and the rotation 323 so that the center line of the magnetic wire 60 as the reference line coincides with the center line of the groove as the base line .

(5)再び基板固定台23を上昇させて磁性ワイヤ60を基板21上の溝に沿って整列させ、さらに磁性ワイヤ60の両端部が基板ホルダー22の接着剤が塗布されているテーパ部221の全面にわたって押し付けて接着するまで上昇して磁性ワイヤ60の両端部が基板ホルダー22に固定する(図3)。
基板ホルダー22の平坦部からテーパ部221のテーパ部との境界部位(テーパ構造)における磁性ワイヤ60との摩擦抵抗力およびテーパ部の接着剤による接着力の両者によって磁性ワイヤ60は基板ホルダー22に固定される。また、磁性ワイヤ60は基板21の溝底面などに押し付けられて配置される。さらに、基板21の溝内に予め接着性レジストを塗布しておくことにより、接着性レジストに吸着されてより強い力で固定することができる。
(5) The substrate fixing base 23 is raised again to align the magnetic wire 60 along the groove on the substrate 21, and both ends of the magnetic wire 60 are formed on the tapered portion 221 to which the adhesive of the substrate holder 22 is applied. The both ends of the magnetic wire 60 are fixed to the substrate holder 22 by being pushed over the entire surface until they are bonded (FIG. 3).
The magnetic wire 60 is attached to the substrate holder 22 by both the frictional resistance with the magnetic wire 60 at the boundary portion (tapered structure) between the flat portion of the substrate holder 22 and the tapered portion of the tapered portion 221 and the adhesive force of the adhesive of the tapered portion. Fixed. Further, the magnetic wire 60 is disposed so as to be pressed against the bottom surface of the groove of the substrate 21. Further, by applying an adhesive resist in the groove of the substrate 21 in advance, it can be adsorbed by the adhesive resist and fixed with a stronger force.

(6)次に、切断用チャック41bと引き出しチャック15による両端固定および基板21の溝に仮固定された磁性ワイヤ60は、50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力負荷によってワイヤボビン11に巻き付けられている磁性ワイヤ母材の残留応力は取り除かれ、磁性ワイヤ60の内部応力は長手方向に一様に付与した状態になっている。 (6) Next, a magnetic wire 60, which is temporarily fixed in the groove at both ends fixed and the substrate 21 by the drawer chuck 15 and the cutting chuck 41b is, 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 of the wire bobbin by the magnitude of the tension load 11 The residual stress of the magnetic wire base material wound around is removed, and the internal stress of the magnetic wire 60 is uniformly applied in the longitudinal direction.

(7)磁性ワイヤ60を2個の切断用チャック(41aおよび41b)の間で切断することで、切断時の衝撃力を吸収し、引き出しチャック側の切断チャック41bと引き出しチャック15の両者を開放して、磁性ワイヤ60に付与した内部応力を接着剤の接着力で磁性ワイヤ60の30kg/mm〜100kg/mmの大きさで一様な内部応力として保持する。
また、テーパ構造や溝への接着剤による仮固定も一様な内部応力の保持に寄与する。
(7) By cutting the magnetic wire 60 between the two cutting chucks (41a and 41b), the impact force at the time of cutting is absorbed, and both the cutting chuck 41b on the drawer chuck side and the drawer chuck 15 are opened. to retain the internal stress imparted to the magnetic wire 60 as a uniform internal stress in the adhesive strength by the magnitude of 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 of the magnetic wire 60 of adhesive.
In addition, the taper structure and temporary fixing with an adhesive to the groove also contribute to maintaining uniform internal stress.

(8)基板固定台送り装置32により基板固定台23を動作原点高さまで下降させ、次の磁性ワイヤ整列位置まで横送りする。 (8) The substrate fixing table 23 is lowered to the operation origin height by the substrate fixing table feeding device 32 and is laterally fed to the next magnetic wire alignment position.

(9)上記の(2)〜(8)の磁性ワイヤ60を整列させる動作を基板21の全面に磁性ワイヤ60の整列が完了するまで連続的に繰り返す。
そして、基板21の全面に磁性ワイヤ60を整列させた後、次工程に移動する。
(9) The operation of aligning the magnetic wires 60 of the above (2) to (8) is continuously repeated until the alignment of the magnetic wires 60 on the entire surface of the substrate 21 is completed.
Then, after aligning the magnetic wire 60 over the entire surface of the substrate 21, the process moves to the next step.

次工程は、磁性ワイヤ60が整列されている基板21に接着性レジストを全面塗布し、テーパ部への接着・固定により磁性ワイヤ60に一様な内部応力が付与されている状態から磁性ワイヤ60を基板21に本固定する。そして、基板21と基板ホルダー22の間で磁性ワイヤ60を切断し、基板21のみを取り出す。 In the next step, an adhesive resist is applied to the entire surface of the substrate 21 on which the magnetic wires 60 are aligned, and the magnetic wires 60 are applied with a uniform internal stress applied to the taper portions by adhesion and fixation. Is permanently fixed to the substrate 21. And the magnetic wire 60 is cut | disconnected between the board | substrate 21 and the board | substrate holder 22, and only the board | substrate 21 is taken out.

次に、実施例について図4を用いて説明する。
図4は、磁性ワイヤ60、検出コイル61、電極(ワイヤ電極、コイル電極)62からなるGSR素子(単位素子)63および複数の単位素子からなる基板全面に形成されているGSR素子の集合体64を示す。
このGSR素子の集合体64の大きさは、すなわち基板21に相当して磁性ワイヤ60の長手方向の長さ40mm、幅40mmである。磁性ワイヤ60の直径は10μm(ガラス被覆を含めると12μmである。)磁性ワイヤ60を整列させる基板21の溝の幅は14μmである。本発明の装置と方法により、長さ40mm(40,000μm)で幅14μmからなる基板21の溝に直径12μmの磁性ワイヤ(ガラス被覆付き)60を整列させ、一様な内部応力が付与されている素子の集合体60が作製される。
ところで、現在市販品のMI素子は、長さ0.6mm×幅0.4mmである。本発明で1/3のサイズ(長さ0.2mmで幅0.4mm)のGSR素子62を作製する場合、長さが0.2mmの磁性ワイヤ60を、幅方向に幅ピッチ間隔を50μmで4本整列配置することができる。これにより磁性ワイヤ60の長さの合計は、0.6mmから0.8mmへと増大して、GSRセンサの出力の増加に寄与する。
Next, an embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows a GSR element (unit element) 63 composed of a magnetic wire 60, a detection coil 61, an electrode (wire electrode, coil electrode) 62, and an assembly 64 of GSR elements formed on the entire surface of the substrate composed of a plurality of unit elements. Indicates.
The size of the GSR element assembly 64 is equivalent to the substrate 21 and has a length 40 mm and a width 40 mm in the longitudinal direction of the magnetic wire 60. The diameter of the magnetic wire 60 is 10 μm (12 μm including the glass coating). The width of the groove of the substrate 21 on which the magnetic wire 60 is aligned is 14 μm. With the apparatus and method of the present invention, a magnetic wire (with glass coating) 60 having a diameter of 12 μm is aligned with a groove of the substrate 21 having a length of 40 mm (40,000 μm) and a width of 14 μm, and uniform internal stress is applied. An assembly 60 of the existing elements is produced.
By the way, the commercially available MI element is 0.6 mm long × 0.4 mm wide. When the GSR element 62 having a size of 1/3 (length 0.2 mm and width 0.4 mm) is manufactured according to the present invention, a magnetic wire 60 having a length of 0.2 mm is formed with a width pitch interval of 50 μm in the width direction. Four can be aligned. As a result, the total length of the magnetic wires 60 increases from 0.6 mm to 0.8 mm, contributing to an increase in the output of the GSR sensor.

また、一様な内部応力が付与されることで、GSRセンサのヒステリシス特性、正弦関数出力特性、およびノイズ低減と性能を大幅に改善することができる。また磁性ワイヤ60を緻密に多数本張ることで、出力感度はワイヤ本数に応じて増加させることができる。 In addition, by applying uniform internal stress, the hysteresis characteristics, sine function output characteristics, noise reduction and performance of the GSR sensor can be greatly improved. In addition, the output sensitivity can be increased in accordance with the number of wires by densely stretching a large number of magnetic wires 60.

さらに、本発明によればワイヤ径の1/2程度の浅い溝、言い換えれば従来のMI素子技術における溝深さを1/2から1/10程度にして磁性ワイヤを整列することができる。フォトリソグラフィーの線幅は、ほぼ基板面の凹凸の二乗に反比例するので、本発明によりと従来技術の4倍から100倍程度の微細なコイルピッチの形成を容易に行なうことができる。したがって、コイル巻き数は4倍以上の増加となって感度が5倍以上と大幅に向上することも可能となる。 Furthermore, according to the present invention, the magnetic wires can be aligned with a shallow groove of about ½ of the wire diameter, in other words, with a groove depth of about ½ to 1/10 in the conventional MI element technology. Since the line width of photolithography is almost inversely proportional to the square of the unevenness of the substrate surface, according to the present invention, it is possible to easily form a fine coil pitch about 4 to 100 times that of the prior art. Therefore, the number of coil turns increases by 4 times or more, and the sensitivity can be greatly improved to 5 times or more.

本発明により、浅い溝を使ってGSR素子を形成できるので、ASIC表面上の膜面上でGSR素子を直接形成できる。つまりASICと素子とを一体成型出来て、センサの大幅な小型化を実現することができる。 According to the present invention, since the GSR element can be formed using the shallow groove, the GSR element can be directly formed on the film surface on the ASIC surface. In other words, the ASIC and the element can be integrally formed, and the sensor can be significantly reduced in size.

以上のように、本発明の磁性ワイヤ整列装置と磁性ワイヤ整列方法は、GSRセンサの高性能化と小型化を実現することができる。 As described above, the magnetic wire alignment apparatus and the magnetic wire alignment method of the present invention can realize high performance and downsizing of the GSR sensor.

1:磁性ワイヤ整列装置
10:ワイヤ供給装置部
11:ワイヤボビン、12a:ワイヤ送り出しモータ、13a:ワイヤ張力負荷装置、13b:張力測定装置、14:固定チャック、15:引き出しチャック
20:ワイヤ整列装置部
21:基板、22:基板ホルダー、221:テーパ部、23:基板固定台
30:ワイヤ位置決め装置部
31:マイクロスコープ、32:基板固定台送り装置、321:昇降、322:横送り、323:回転
40:切断装置部
41a:切断用チャック、41b:切断用チャック、42:切断機
50;制御装置部
60:磁性ワイヤ
61:検出コイル、62:電極(ワイヤ電極、コイル電極)、63:GSR素子(単位素子)、64:GSR素子の集合体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Magnetic wire alignment apparatus 10: Wire supply apparatus part 11: Wire bobbin, 12a: Wire delivery motor, 13a: Wire tension load apparatus, 13b: Tension measuring apparatus, 14: Fixed chuck, 15: Drawer chuck 20: Wire alignment apparatus part
21: Substrate, 22: Substrate holder, 221: Tapered portion, 23: Substrate fixing base 30: Wire positioning device portion
31: Microscope, 32: Substrate fixing table feeder, 321: Lifting, 322: Horizontal feed, 323: Rotation 40: Cutting device part 41a: Cutting chuck , 41b: Cutting chuck , 42: Cutting machine 50; Control device Unit 60: magnetic wire 61: detection coil, 62: electrode (wire electrode, coil electrode), 63: GSR element (unit element), 64: aggregate of GSR elements

Claims (7)

ワイヤボビンと前記ワイヤボビンに巻き付けた磁性ワイヤを一定の張力かつ一定の速度で引き出す引き出しチャック、前記磁性ワイヤの引き出し後に前記磁性ワイヤを固定する固定チャック、ワイヤ送り出し速度制御装置およびワイヤ張力制御装置を有するワイヤ供給装置部と、
前記磁性ワイヤを整列させるための溝を有する基板と前記基板を固定する基板ホルダーとからなる基板固定台を有するワイヤ整列装置部と、
前記磁性ワイヤの中央線を基準線にして前記磁性ワイヤを前記溝の中央線に整列させるために前記基板の両側で前記基準線と前記基軸線との位置ずれ状態を検出するマイクロスコープ、前記位置ずれを基板固定台の昇降、横送りおよび回転により調整する基板固定台送り装置と位置決め補正演算装置からなる位置決め装置部と、
前記磁性ワイヤを切断するときに切断位置の両側を固定する切断用チャックと前記切断用チャックで固定した後に前記磁性ワイヤを切断する切断機とからなる切断装置部と、
前記ワイヤ張力制御装置、前記基板送り台装置、マイクロスコープ、位置決め演算装置および切断装置部を制御するための制御装置部を備え、
前記基板ホルダーは、前記磁性ワイヤの引き出し方向に対して前記基板ホルダーの両側にテーパ部を有し、
前記磁性ワイヤは、50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力で引き出された後に前記テーパ部にて接着剤による固定した後に、前記切断機による切断して、磁性ワイヤに一様な応力を付与することを特徴とする磁性ワイヤ整列装置。
Wire having a wire bobbin and a pull-out chuck for pulling out the magnetic wire wound around the wire bobbin at a constant tension and a constant speed, a fixed chuck for fixing the magnetic wire after the magnetic wire is pulled out, a wire feed speed control device, and a wire having a wire tension control device A supply unit;
A wire aligning device portion having a substrate fixing base composed of a substrate having a groove for aligning the magnetic wires and a substrate holder for fixing the substrate;
A microscope for detecting a misalignment state between the reference line and the base axis on both sides of the substrate in order to align the magnetic wire with the center line of the groove using the center line of the magnetic wire as a reference line; A positioning device unit including a substrate fixing table feeding device that adjusts the deviation by raising / lowering the substrate fixing table, lateral feeding, and rotation, and a positioning correction arithmetic unit;
A cutting device portion comprising a cutting chuck for fixing both sides of a cutting position when cutting the magnetic wire, and a cutting machine for cutting the magnetic wire after being fixed by the cutting chuck;
A control unit for controlling the wire tension control unit, the substrate feed base unit, the microscope, the positioning calculation unit, and the cutting unit;
The substrate holder has tapered portions on both sides of the substrate holder with respect to the drawing direction of the magnetic wire,
The magnetic wire, after fixing with adhesive in the tapered portion after being drawn in the magnitude of the tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 , and cut by the cutter, uniform magnetic wire A magnetic wire alignment device characterized by applying stress.
請求項1において、
前記磁性ワイヤを引き出しチャックで所定の位置まで引き出した後、前記固定チャックで固定して、ピーンとまっすぐに前記張力で張った状態とし、前記磁性ワイヤの中央線を基準線にして、前記マイクロスコープで前記基板の両側で前記磁性ワイヤ基準線と前記溝の中央線との位置関係を±1μm以下の精度で観察し、前記磁性ワイヤが前記溝中央線に対して±1μm以下の精度で平行な位置関係になるように、回転角の補正、横ずれの補正量を計算し、前記基板固定台を補正量だけ移動させて、±1μmの精度で前記磁性ワイヤを整列させることを特徴とする磁性ワイヤ整列装置。
In claim 1,
After pulling out the magnetic wire to a predetermined position with a pull-out chuck, it is fixed with the fixed chuck and is stretched straight with the tension, and the center line of the magnetic wire is used as a reference line, and the microscope The positional relationship between the magnetic wire reference line and the groove center line on both sides of the substrate is observed with an accuracy of ± 1 μm or less, and the magnetic wire is parallel to the groove center line with an accuracy of ± 1 μm or less. A magnetic wire characterized by calculating a rotation angle correction and a lateral shift correction amount so as to be in a positional relationship, and moving the substrate fixing base by a correction amount to align the magnetic wires with an accuracy of ± 1 μm. Alignment device.
請求項1または請求項2において、
前記ワイヤ供給装置部は、送り速度を自動調整できるワイヤ送り出しモータからなるワイヤ送り出し速度制御装置、複数個のワイヤリール、ワイヤ張力負荷装置、ワイヤ張力計測装置、および負荷張力と所定の張力とのずれを計算し、送り速度を自動調整してワイヤを所定の張力に維持する機能を有するワイヤ張力制御装置とからなることで、50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力で引き出す際の断線を防止することを特徴とする磁性ワイヤ整列装置。
In claim 1 or claim 2,
The wire supply unit includes a wire feed speed control device including a wire feed motor capable of automatically adjusting a feed speed, a plurality of wire reels, a wire tension load device, a wire tension measuring device, and a deviation between the load tension and a predetermined tension. was calculated, by becoming the wire feed rate is automatically adjusted from the wire tension control apparatus having a function of maintaining a predetermined tension, when pulling out the magnitude of the tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 A magnetic wire alignment device characterized by preventing disconnection.
請求項1〜請求項3のいずれか1項において、
前記基板ホルダーの前記テーパ部における接着による固定に加えて、前記磁性ワイヤを前記溝に接着性レジストで吸着・仮固定させることでより強い力で固定することを特徴とする磁性ワイヤ整列装置。
In any one of Claims 1-3,
The magnetic wire aligning apparatus, wherein the magnetic wire is fixed with a stronger force by adhering and temporarily fixing the magnetic wire to the groove with an adhesive resist in addition to fixing by the taper portion of the substrate holder.
請求項1の磁性ワイヤ整列装置を用いて前記磁性ワイヤを前記基板の溝に整列する磁性ワイヤ整列方法において、
(1)前記磁性ワイヤを巻き付けた前記ワイヤボビンを前記ワイヤ供給装置部に取り付け、引き出し開始位置まで前記磁性ワイヤを引き出して前記固定チャックで固定し、
(2)前記磁性ワイヤを一定の速度かつ50kg/mm〜100kg/mmの一定の張力で前記引出チャックを用いて引き出し開始位置から引き出し固定位置まで引き出して、前記磁性ワイヤに前記張力を負荷した状態で前記固定チャック、2個の前記切断チャックおよび前記引き出しチャックにより把持して引き出し固定し、
(3)前記基板固定台を前記基板固定台送り装置により動作原点高さから前記磁性ワイヤの下部の高さまで上昇させ、
(4)引き出し固定されている前記磁性ワイヤの中央線を基準線にして前記基板の溝の中央線である基軸線との位置関係をマイクロスコープで測定し、両者の位置関係誤差を計算し、誤差量を横送り装置と回転送り装置でもって補正することにより基準線である前記磁性ワイヤの中央線に基軸線である前記溝の中央線に一致させ、
(5)再び前記基板固定台を上昇させて前記磁性ワイヤを前記基板上の前記溝に沿って整列させ、さらに前記磁性ワイヤの両端部が前記基板ホルダーの接着剤が塗布されている前記テーパ部の全面にわたって押し付けて接着するまで上昇して前記磁性ワイヤの両端部が前記基板ホルダーに仮固定し、30kg/mm〜100kg/mmの大きさの内部応力が残るように接着力を接着剤で制御して
(6)次に、前記切断チャックと前記引き出しチャックによる両端固定および前記溝に配置された前記磁性ワイヤは、50kg/mm〜100kg/mmの大きさの張力負荷によって前記ワイヤボビンに巻き付けられている磁性ワイヤ母材の残留応力は取り除かれ、長手方向に30kg/mm〜100kg/mmの大きさの内部応力を一様に付与した状態にして、
(7)前記磁性ワイヤを2個の前記切断チャックの間で切断することで、切断時の衝撃力を吸収し、前記引き出しチャック側の前記切断チャックと前記引き出しチャックの両者を開放して、前記磁性ワイヤに付与した内部応力を前記接着剤の接着力で前記磁性ワイヤの一様な内部応力として保持し
(8)前記基板固定台送り装置により前記基板固定台を動作原点高さまで下降させ、次の磁性ワイヤ整列位置まで横送りし、
(9)前記(2)〜(8)の前記磁性ワイヤを整列させる動作を前記基板の全面に前記磁性ワイヤの整列が完了するまで連続的に繰り返し、次工程に移動することを特徴とする磁性ワイヤ整列方法。
A magnetic wire alignment method for aligning the magnetic wires with the grooves of the substrate using the magnetic wire alignment apparatus according to claim 1.
(1) The wire bobbin around which the magnetic wire is wound is attached to the wire supply unit, the magnetic wire is pulled out to a pulling start position and fixed with the fixing chuck,
(2) the drawing the magnetic wire at a constant speed and constant tension of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 to the drawer fixed position from the pull-out start position using the take-out chuck, load the tension to the magnetic wire In this state, the fixed chuck is held by the two chucks and the pulling chuck and fixed by pulling.
(3) Raising the substrate fixing table from the operation origin height to the lower height of the magnetic wire by the substrate fixing table feeding device;
(4) Using a microscope to measure the positional relationship with the base line, which is the central line of the groove of the substrate, with the central line of the magnetic wire being pulled and fixed as a reference line, and calculating the positional relationship error between them, By correcting the amount of error with a lateral feed device and a rotary feed device, the center line of the magnetic wire that is a reference line is matched with the center line of the groove that is a base line,
(5) The substrate fixing base is raised again to align the magnetic wire along the groove on the substrate, and both ends of the magnetic wire are coated with the adhesive of the substrate holder. increased to adhere against over the entire said end portions of the magnetic wire is temporarily fixed to the substrate holder, 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 in size adhesion adhesive so that the internal stress remains in the in the control to (6) Next, the magnetic wire positioned across the fixed and the groove by the drawer chuck and the cutting chuck, said by the tension load on the size of 50kg / mm 2 ~100kg / mm 2 wire bobbin internal residual stress of the magnetic wire base material wound around is removed, in the longitudinal direction of 30kg / mm 2 ~100kg / mm 2 size of In a state where the force was uniformly granted,
(7) By cutting the magnetic wire between the two cutting chucks, the impact force at the time of cutting is absorbed, and both the cutting chuck and the pulling chuck on the pulling chuck side are opened, The internal stress applied to the magnetic wire is held as the uniform internal stress of the magnetic wire by the adhesive force of the adhesive (8) The substrate fixing table is lowered to the operation origin height by the substrate fixing table feeding device, and then To the magnetic wire alignment position of
(9) The operation of aligning the magnetic wires of (2) to (8) is continuously repeated until the alignment of the magnetic wires is completed on the entire surface of the substrate, and the process moves to the next step. Wire alignment method.
請求項5において、
前記基板の前記溝内に接着性レジストを塗布して、前記溝内の前記磁性ワイヤを前記接着性レジストの接着力で仮固定することを特徴とする磁性ワイヤ整列方法。
In claim 5,
A magnetic wire alignment method, wherein an adhesive resist is applied in the groove of the substrate, and the magnetic wire in the groove is temporarily fixed by an adhesive force of the adhesive resist.
請求項5または請求項6において、
次工程は、前記磁性ワイヤが整列されている前記基板に前記接着性レジストを全面塗布し、仮固定して前記磁性ワイヤに一様な内部応力が付与されている状態で前記磁性ワイヤを前記基板に本固定した後、前記基板と前記基板ホルダーの間で前記磁性ワイヤを切断し、前記基板のみを取り出すことを特徴とする磁性ワイヤ整列方法。

In claim 5 or claim 6,
In the next step, the adhesive resist is applied to the entire surface of the substrate on which the magnetic wires are aligned, temporarily fixed, and the magnetic wires are applied to the magnetic wires in a state where uniform internal stress is applied to the magnetic wires. A magnetic wire alignment method comprising: cutting the magnetic wire between the substrate and the substrate holder, and taking out only the substrate after being permanently fixed to the substrate.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022037949A (en) * 2020-08-26 2022-03-10 マグネデザイン株式会社 Manufacturing method of GSR sensor element
WO2024085098A1 (en) * 2022-10-17 2024-04-25 マグネデザイン株式会社 Gsr element manufacturing method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3696270B2 (en) * 1994-08-09 2005-09-14 本田技研工業株式会社 Stress measurement sensor
JP2000149223A (en) * 1998-11-05 2000-05-30 Yaskawa Electric Corp Magnetic field sensor
JP2002245559A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Dainippon Printing Co Ltd Label containing magnetosensitive wire and its manufacturing method
JP5839530B1 (en) * 2015-05-07 2016-01-06 マグネデザイン株式会社 Magnetic wire alignment apparatus and magnetic wire alignment method
TWI578547B (en) * 2015-09-10 2017-04-11 旺玖科技股份有限公司 Magneto-impedance sensor device and method for fafbicating the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022037949A (en) * 2020-08-26 2022-03-10 マグネデザイン株式会社 Manufacturing method of GSR sensor element
WO2024085098A1 (en) * 2022-10-17 2024-04-25 マグネデザイン株式会社 Gsr element manufacturing method

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