JP2822793B2 - 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗効果素子及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気抵抗効果素子は検出感度や精
度向上のため、素子面を被検出物に対して平行、かつ最
近接して設置できるように、素子面の平滑なものが求め
られている。また、薄膜素子の特性上の問題から、下地
基板の表面が平滑であることが求められている。そこで
従来は図５、図６に示すようにアルミナ基板１１上に、
表面平滑性に優れるガラスグレーズ１２を設けるととも
に、アルミナ基板１１の角に表裏を結ぶ電極１４を設
け、そして前記ガラスグレーズ１２上に強磁性体からな
る感磁パターン１３を電極１４と接続されるように設
け、さらに裏面電極から端子を取り出すという製造を採
用していた。

【０００３】そして、その製造方法は、裏面にチップサ
イズ間隔でＶ溝を設けるとともに、Ｖ溝の交点にスルー
ホールを設けたアルミナ基板のスルーホールとランド以
外の全表面にガラスペーストをスクリーン印刷した後、
焼成し、さらに電極用の銀パラジウムペーストをランド
とスルーホールにスクリーン印刷した後、焼成し、さら
にガラスグレーズ側全面にパーマロイ等の強磁性体を蒸
着し、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジス
ト剥離を経て電極と接した所要形状の感磁パターンを
得、その後、分割して裏面電極から端子を取り出すとい
うものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、アルミナ基板１１上のガラスグレーズ１
２が酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化
カルシウム等を主成分とするアルカリフリーの高転移点
のものであって、約１１００〜１２００℃の高温にて焼
成しているため、得られた基板（以下、この様な構造の
ものをグレーズドアルミナ基板という）は２インチ当り
約１００μｍ反り、同基板をプロキシミティーアライナ
を用いて、基板中心に焦点を合わせて、全面を一度に露
光した場合、形成されるパターンの形状は基板中心から
離れるに従って、マスクのそれからかけ離れるため、分
割後の製品の抵抗値のばらつきが大きくなるという問題
点が生じていた。また、アルミナ焼成時の収縮率の差に
より生じるスルーホール間ピッチのばらつきがある基板
に、表裏の導通を取るべくスクリーン印刷によってスル
ーホール電極を基板のスルーホールに合わせて形成し、
さらにスルーホールを４分割して各素子の電極とすると
いう工法を取っているため、製造工程が繁雑となって、
製造所要時間が増大するという問題点があった。

【０００５】本発明は上記課題に鑑み、熱応力に対する
信頼性が高く、かつ分割後の製品の抵抗値のばらつきも
小さく、さらには製造所要時間の短縮化が図れる磁気抵
抗効果素子及びその製造方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法は、８００〜１
０００℃で焼成可能なセラミックもしくはガラス、ある
いはガラスとセラミックの原料粉とバインダと可塑剤か
らなる生シートを作製し、前記生シートにスルーホール
を開口し、前記スルーホールに導体メタライズ層となる
導電ペーストを充填した後、焼成する工程と、前記工程
によって得られた基板の片面上に強磁性体の薄膜を形成
し、前記強磁性体の薄膜をレジスト塗布、露光、エッチ
ングすることにより所定形状の感磁部を基板表面に位置
する導体メタライズ層と接触させて形成する工程と、前
記基板の裏面の導体メタライズ層から端子を取り出す工
程とを有することを特徴とするものである。

【０００７】また本発明の磁気抵抗効果素子は、上記製
造方法により作られた磁気抵抗効果素子であって、絶縁
層およびこの絶縁層の内部に表裏面間を結ぶように埋め
込まれた導体メタライズ層と、この導体メタライズ層に
おける前記絶縁層の表面に露出した部分に接続されかつ
絶縁層上に形成された所定の形状の強磁性体薄膜からな
る感磁部とで構成したものである。

【０００８】

【作用】上記した本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法
によれば、８００〜１０００℃で焼成可能なセラミック
もしくはガラス、あるいはガラスとセラミックの原料粉
とバインダと可塑剤からなる生シートを作製し、前記生
シートにスルーホールを開口し、前記スルーホールに導
体メタライズ層となる導電ペーストを充填した後、焼成
するようにしたもので、焼成時に生シートの熱収縮があ
っても、導体電極となる導体メタライズ層は生シートの
スルーホールにあらかじめ設けられているため、従来の
ようにアルミナ焼成時の収縮率の差により生じるスルー
ホール間ピッチのばらつきがある基板に、表裏の導通を
取るべくスクリーン印刷によってスルーホール電極を形
成するもののように、スルーホール間ピッチのばらつき
がある基板にスルーホール電極を基板のスルーホールに
合わせて形成するという必要 はなくなり、これにより、
製造工程も簡素化されて製造所要時間の短縮化が図れる
ものである。

【０００９】また本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法
によれば、生シートのスルーホールに導体メタライズ層
となる導電ペーストを充填した後、生シートと導電ペー
ストを低温で、かつ同時に焼成して基板を得るようにし
ているため、この得られた基板は反りの小さいものとな
り、その結果、この基板の片面上に強磁性体の薄膜を形
成し、前記強磁性体の薄膜をレジスト塗布、露光、エッ
チングすることにより所定形状の感磁部を基板表面に位
置する導体メタライズ層と接触させて形成する場合、基
板の反りが小さいことにより、基板の全面を一度に露光
した場合における露光ばらつきを小さくすることができ
るため、分割後の製品の抵抗値もばらつきの小さいもの
が得られるものである。

【００１０】さらに本発明の磁気抵抗効果素子は、上記
製造方法により作られた磁気抵抗効果素子であって、絶
縁層およびこの絶縁層の内部に表裏面間を結ぶように埋
め込まれた導体メタライズ層と、この導体メタライズ層
における前記絶縁層の表面に露出した部分に接続されか
つ絶縁層上に形成された所定の形状の強磁性体薄膜から
なる感磁部とで構成しているため、前記絶縁層と導体メ
タライズ層は一体化されたものとなり、これにより、使
用時のヒートサイクルによる導体メタライズ層の上下方
向の変位を少なくすることができるため、前記導体メタ
ライズ層と、この導体メタライズ層における前記絶縁層
の表面に露出した部分と接続される強磁性体薄膜からな
る感磁部との接続強度の劣化が防止でき、これにより、
磁気抵抗効果素子として熱応力に対する信頼性の高いも
のが得られるものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例の磁気抵抗効果素
子、及びその製造方法について図面を参照しながら説明
する。図１は本発明の一実施例における磁気抵抗効果素
子の断面図、図２は上面図である。

【００１２】図１において、１はセラミックまたはガラ
スもしくはガラスとセラミックの組成物からなる絶縁
層、２は強磁性体薄膜、３は導体メタライズ層であり、
図２において、４は電流供給端子（＋）、５はＧＮＤ、
６，７は出力端子である。

【００１３】本発明の一実施例の磁気抵抗効果素子は、
ほう珪酸ガラスとアルミナを主成分とする組成物からな
る絶縁層１と、この絶縁層１の内部に表裏面間を結ぶよ
うに埋め込まれた、例えば銀：パラジウムの比が８５：
１５の導体メタライズ層３と、この導体メタライズ層３
における前記絶縁層１の表面に露出した部分と接続され
かつ絶縁層１上に厚みが０．１μｍ、幅が１０μｍのパ
ーマロイがストライプを折り返したような形状で形成さ
れた強磁性体薄膜２とからなる構成である。絶縁層１の
表面粗度は０．２０μｍＲａ以下である。

【００１４】図３、図４は本発明の他の実施例を示す図
であり、図３に示す実施例では、導体メタライズ層３を
絶縁層１の表面に対しほぼ平行となるように内設した内
層３ａを設け、そしてその内設された内層３ａから絶縁
層１の表面及び裏面に向かって複数個の接続部３ｂを設
けたもので、また図４に示す実施例では、絶縁層１上に
ガラス層８を設け、そのガラス層８上に強磁性体薄膜２
を形成したものである。

【００１５】次に、本発明の具体例について説明する。
ほう珪酸ガラス粉末とアルミナ粉末を重量比で６０対４
０となるように配合して無機成分とし、有機バインダと
してポリビニルブチラール、可塑剤としてジブチルフタ
レート（ＤＢＰ）、溶剤としてトルエンとエタノールの
混合液（６０対４０比）を無機成分１００部、ポリビニ
ルブチラール５部、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）１０
部、トルエンとエタノール３０部の割合で混合し、湿式
微粉砕を行ってスラリーとした後、真空脱気処理により
スラリーから気泡を除去し、粘度調整を行った。スラリ
ーをドクターブレードを用いてポリエステル支持体上に
塗布し、炉を通して乾燥し、０．５ミリの厚さの生シー
トであるグリーンシートを作製した。そしてこのグリー
ンシートを支持体より取り外すと共に、このグリーンシ
ートにパンチングにより開口したスルーホールを形成
し、そしてこのスルーホール内に例えばパラジウムと銀
の比が１５：８５である導電ペーストを充填し、かつ乾
燥させた後、４００℃／ｈの速度で昇温して９００℃で
１時間保持した後、室温にて取り出した。このようにし
て得られた基板を真空蒸着機に設置し、所定の真空度に
排気した後、パーマロイを０．１μｍの厚さで蒸着し、
レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離
を経て、幅が１０μｍのパーマロイがストライプを折り
返したような形状の感磁パターンを得た。その後、素子
寸法（例えば２×２ｍｍ）にダイシングした後、裏面電
極にワイヤを取り付けた。

【００１６】なお、上記のようにして得られた基板の反
りは５０μｍ以下であった。また、今回得られた素子寸
法は従来例では得られていない。今回は端子を４個とし
たが、独立した感磁部の数を増加し、端子数も５個以上
に増加させることもできる。

【００１７】以上のように構成された磁気抵抗効果素子
について、従来例の磁気抵抗効果素子と抵抗値の比較を
行った。抵抗値は５−４間（図２参照）を測定した。こ
の測定結果を（表１）に示す。

【００１８】（表１）より明らかなように、本発明の磁
気抵抗効果素子は従来例の磁気抵抗効果素子より、抵抗
値のばらつきが小さいことがわかる。

【００１９】以上のように本実施例によれば、特性の向
上と素子寸法の縮小化と端子数の増加を実現することが
できる。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の磁気抵抗効果素子
の製造方法によれば、８００〜１０００℃で焼成可能な
セラミックもしくはガラス、あるいはガラスとセラミッ
クの原料粉とバインダと可塑剤からなる生シートを作製
し、前記生シートにスルーホールを開口し、前記スルー
ホールに導体メタライズ層となる導電ペーストを充填し
た後、焼成するようにしたもので、焼成時に生シートの
熱収縮があっても、導体電極となる導体メタライズ層は
生シートのスルーホールにあらかじめ設けられているた
め、従来のようにアルミナ焼成時の収縮率の差により生
じるスルーホール間ピッチのばらつきがある基板に、表
裏の導通を取るべくスクリーン印刷によってスルーホー
ル電極を形成するもののように、スルーホール間ピッチ
のばらつきがある基板にスルーホール電極を基板のスル
ーホールに合わせて形成するという必要はなくなり、こ
れにより、製造工程も簡素化されて製造所要時間の短縮
化が図れるものである。

【００２２】また本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法
によれば、生シートのスルーホールに導体メタライズ層
となる導電ペーストを充填した後、生シートと導電ペー
ストを低温で、かつ同時に焼成して基板を得るようにし
ているため、この得られた基板は反りの小さいものとな
り、その結果、この基板の片面上に強磁性体の薄膜を形
成し、前記強磁性体の薄膜をレジスト塗布、露光、エッ
チングすることにより所定形状の感磁部を基板表面に位
置する導体メタライズ層と接触させて形成する場合、基
板の反りが小さいことにより、基板の全面を一度に露光
した場合におけ る露光ばらつきを小さくすることができ
るため、分割後の製品の抵抗値もばらつきの小さいもの
が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による磁気抵抗効果素子の断
面図

【図２】同磁気抵抗効果素子の上面図

【図３】本発明の他の実施例による磁気抵抗効果素子の
断面図

【図４】本発明のさらに他の実施例による磁気抵抗効果
素子の断面図

【図５】従来の磁気抵抗効果素子の断面図

【図６】同磁気抵抗効果素子の上面図

【符号の説明】

１ 絶縁層 ２ 強磁性体薄膜 ３ 導体メタライズ層

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ８００〜１０００℃で焼成可能なセラミ
   ックもしくはガラス、あるいはガラスとセラミックの原
   料粉とバインダと可塑剤からなる生シートを作製し、前
   記生シートにスルーホールを開口し、前記スルーホール
   に導体メタライズ層となる導電ペーストを充填した後、
   焼成する工程と、前記工程によって得られた基板の片面
   上に強磁性体の薄膜を形成し、前記強磁性体の薄膜をレ
   ジスト塗布、露光、エッチングすることにより所定形状
   の感磁部を基板表面に位置する導体メタライズ層と接触
   させて形成する工程と、前記基板の裏面の導体メタライ
   ズ層から端子を取り出す工程とを有することを特徴とす
   る磁気抵抗効果素子の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法により作られ
   た磁気抵抗効果素子であって、絶縁層およびこの絶縁層
   の内部に表裏面間を結ぶように埋め込まれた導体メタラ
   イズ層と、この導体メタライズ層における前記絶縁層の
   表面に露出した部分に接続されかつ絶縁層上に形成され
   た所定の形状の強磁性体薄膜からなる感磁部とで構成し
   た磁気抵抗効果素子。