JP3013968B2

JP3013968B2 - 磁気検出装置

Info

Publication number: JP3013968B2
Application number: JP6159558A
Authority: JP
Inventors: 立美米田; 政夫竹村; 禎田口
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 2000-02-28
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JPH088474A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンコーダなどに装備
されるＭＲ素子やホール素子などからなる磁気検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＭＲ素子やホール素子などからな
る磁気検出装置は、ＭＲ素子やホール素子などのセンサ
チップに外部接続用のリード線を接続した後センサチッ
プをセンサホルダに接着するか、または実開昭６２−２
０３１３号公報に記載されているように、リードフレー
ムをインサートモールドしたセンサホルダにセンサチッ
プを取り付け、センサチップの端子とリードフレームと
を半田付けするなどの工法を用いて組立られるのが一般
的である。別の工法として、特開昭６１−２７９１８３
号公報に記載されているように、リードフレームをイン
サートモールドしたセンサホルダにセンサチップを取り
付け、センサチップの端子とリードフレームとをワイヤ
ボンディングによって接続する工法も知られている。

【０００３】しかし、上記各種従来の磁気検出装置によ
れば、センサチップにリード線を接続したり、センサチ
ップとリードフレームとを半田付けしたり、センサチッ
プとリードフレームとをワイヤで接続したりする必要が
あり、製造工程が複雑になる難点がある。そこで、本出
願人は、特開平４−１１８９７９号公報に記載されてい
るように、絶縁性基板に磁気検知部を形成し、次に上記
基板にその表面と裏面につながる連絡部を形成し、この
連絡部に磁気検知部と導通する導電部を形成し、この導
電部を直接回路基板に接続することにより、リード線や
リードフレーム、ワイヤ等を不要にした磁気検出装置に
関して提案した。

【０００４】上記特開平４−１１８９７９号公報記載の
発明によれば、磁気検出装置を直接回路基板に面実装す
ることができるという利点がある。しかし、被検出体が
高密度記録したマグネットロータなどからなる場合は、
このマグネットロータに上記磁気検出装置を周対向させ
ることは困難であり、出力を取り出すことは困難であ
る。一方、特開平２−１１１０８５号公報には、絶縁性
基板に形成した電極を基板の表面から端面（側面）まで
延長したものが記載されている。これによれば、端面の
電極を直接回路基板上に半田付けすることにより磁気検
出装置を回路基板から垂直に立ち上がらせることができ
るため、磁気検出装置の感磁面を被検出体に面対向さ
せ、高密度記録したマグネットロータなどから出力を取
り出すことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平２−１１１
０８５号公報記載の発明によれば、上記のように高密度
記録したマグネットロータなどから出力を取り出すこと
ができるという利点があるものの、絶縁基板の端面に部
分的に電極を形成する必要があり、そのための工法は複
雑で困難である。また、基板の表面から端面まで延長さ
れた電極は、基板のエッジでパターン切れを生じやすい
ことと、基板の端面の電極が基板から浮いたり膨らんだ
りすることによって基板を回路基板から垂直に立たせる
ことが困難であるという難点がある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、基板を回路基板に直接実装すると
共に基板を回路基板から垂直に立たせることを可能に
し、かつ、基板のエッジで電極が切れるというような類
の問題がなく、基板をその端面自体の精度によって回路
基板上に精度よく立たせることができるようにした磁気
検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
絶縁性基板と、この絶縁性基板の表面に形成された磁気
検知部と、この磁気検知部に導電接続された複数の電極
とでなる磁気検出装置において、上記絶縁性基板は感光
性ガラスにより形成され、上記複数の電極は上記絶縁性
基板の表面と裏面とに分配配置され、絶縁性基板の表裏
に配置された電極は、絶縁性基板の表面と裏面につなが
る連絡部に充填された導電材により電気的に接続され、
上記連絡部に充填された導電材は銀ペーストを焼結して
形成され、上記絶縁性基板は、回路基板の絶縁性基板装
着面に、絶縁性基板の表面と裏面とが立ち上がった状態
で固定され、上記磁気検知部は回路基板に対して垂直な
方向に形成されるとともに、上記連絡部は回路基板から
離間した位置にトンネル状に形成されており、上記絶縁
性基板の表面の電極と裏面の電極は回路基板に半田付け
されていることを特徴とする。請求項２記載の発明のよ
うに、絶縁性基板をセンサホルダに装着し、センサホル
ダは絶縁性基板装着面に直角な面が回路基板に面接触し
た形態で固定し、絶縁性基板を回路基板から垂直に立ち
上げてもよい。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、絶縁性基板の端面を
回路基板等の表面に面接触させ、絶縁性基板の表裏に配
置された電極と回路基板等とを半田付けすることによ
り、絶縁性基板を回路基板等から垂直に立ち上がった形
態で固定することができ、絶縁性基板の表面に形成され
た磁気検知部をマグネットロータ等の被検出体に面対向
させることができる。磁気検知部は、絶縁性基板の表面
側の電極と回路基板等の導電パターンを通じて、さらに
は連絡部の導電材と絶縁性基板の裏面側の電極と回路基
板等の導電パターンを通じて外部回路に接続される。請
求項２記載の発明では、センサホルダの補助のもとに絶
縁性基板が回路基板から垂直に立ち上がる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明にかかる磁気検出装置の実施例
を図面に基づいて説明する。図１ないし図３において、
符号１は絶縁性基板を示しており、この基板１の表面に
は磁気抵抗ストライプなどからなる磁気検知部１０が形
成されている。磁気検知部１０は凹凸がなく平坦に形成
されている。絶縁性基板１の図において下端寄りの表面
にはまた複数の電極３がフォトリソグラフィー等の手法
によって形成されている。図示されていないが、磁気検
知部１０と各電極３との間にも同様の手法によって同時
に導電パターンが形成される。上記基板１の表面にはさ
らにＳｉＯ₂などからなる保護膜とエポキシ樹脂等の保
護層が上記各電極３の部分を除いて形成されている。基
板１にはまた基板１の表面と裏面につながるトンネル状
の連絡部１ｃが形成され、この連絡部１ｃには導電材２
が充填されている。導電材２は、銀ペーストや銅ペース
トなどの導電性ペーストによって構成されている。絶縁
性基板１の裏面側にも上記各電極３と基板１を挟んで対
向する位置に電極４がフォトリソグラフィー等の手法に
よって形成されている。基板１の表裏両面に配置されか
つ対をなす電極３、４は導電材２によって電気的に接続
されている。このようにして磁気検出装置が構成されて
いる。

【００１０】図１は上記磁気検出装置の使用態様の一例
を示している。図１において、絶縁性基板１はダイヤモ
ンドブレードなどによって精度よく切断することができ
る。特に基板１の下端面を精度よく切断し、この面を回
路基板５の上面に面接触させれば、基板１を回路基板５
に精度よく垂直に立てることができる。基板１の下端寄
りの位置には表裏で対をなす複数の電極３，４が形成さ
れているため、これらの電極３，４を回路基板５上の回
路パターン６に半田付けする。半田付けはリフローなど
を用いてもよい。図１において符号８，９はこの半田を
示している。このようにして、基板１は回路基板５に精
度よく垂直に立てた状態で固定される。また、磁気検知
部１０は電極３と回路パターン６を介して、あるいは電
極３と導電材２と電極４と回路パターン７を介して外部
回路に電気的に接続される。基板１の磁気検知部１０形
成面は、例えばモータなどに備えられているマグネット
ロータ等の被検出体の周面に対向して配置され、被検出
体に記録された磁気を検出する。

【００１１】図１に示す例は磁気検出装置自体が自立す
る例であったが、図２に示す例のように、センサホルダ
を用いて回路基板等に実装するようにしてもよい。図２
において、プラスチックなどからなるセンサホルダ１１
の前面側には、上記絶縁性基板１を受け入れるべき凹部
１２が形成されており、凹部１２に絶縁性基板１を基板
１の背面側から嵌め込むようになっている。センサホル
ダ１１の下端面は上記絶縁性基板１装着面に対して直角
な面になっており、この下端面が回路基板５に面接触し
た形態でセンサホルダ１１が適宜の固定手段で固定され
ることによりセンサホルダ１１および絶縁性基板１が回
路基板５上に固定される。また、絶縁性基板１に設けら
れた端子３は回路パターン６に半田付けされる。センサ
ホルダ１１の下端部には、回路基板５に形成された回路
パターン６に対する逃げ１１ａが形成され、この逃げ１
１ａが回路パターン６を跨いでいる。

【００１２】以上説明した実施例によれば、絶縁性基板
１の表面に磁気検知部１０を形成してこの磁気検知部１
０に複数の電極３，４を導電接続し、複数の電極３，４
は、基板１の表面と裏面とに分配配置し、基板１の表裏
の電極３，４は、基板１の表面と裏面につながる連絡部
１ｃに充填した導電材２により電気的に接続したため、
絶縁性基板１の端面を直接回路基板５の表面に面接触さ
せ、絶縁性基板１の表裏に配置された電極３，４と回路
基板５上に形成された導電パターン６とを半田付けする
ことにより、絶縁性基板１を回路基板５から垂直に立ち
上がった形態で回路基板５に固定することができ、絶縁
性基板１の表面に形成された磁気検知部１０をマグネッ
トロータ等の被検出体に面対向させることができる。し
かも、絶縁性基板１の回路基板５との接触面には電極や
導電材などが存在していないため、上記接触面を精度よ
く仕上げることにより絶縁性基板１を回路基板５から精
度よく垂直に立ち上がらせることができる。

【００１３】また、絶縁性基板１の表面の電極と裏面の
電極とを電気的に接続する導電材２が絶縁性基板１の表
面と裏面につながるトンネル状の連絡部１ｃに形成され
ていて、電極を絶縁性基板１の表面から底面を経て裏面
に迂回させて形成する必要がなくなるため、電極が絶縁
性基板１のエッジで切断されてしまうというような従来
技術に見られた不具合はなくなる。さらに、絶縁性基板
１の表裏の電極３，４を回路基板５の回路パターン６に
半田付けした際、半田８，９が冷却によって急激な体積
収縮を起こし、このときの収縮応力が電極３，４を介し
て絶縁性基板１にかかるが、電極３，４は絶縁性基板１
の表裏に線対称に配置されているため、上記収縮応力が
絶縁性基板１の表裏から対称的にかかり、応力バランス
の崩れによる絶縁性基板１の傾きなどを防止することが
できる。

【００１４】上記絶縁性基板１としては、例えば感光性
ガラスを用いることができる。図４は、絶縁性基板１と
して感光性ガラスを用い、これに連絡部１ｃと導電材２
と電極３，４を形成する方法の例を示す。まず、例え
ば、ＳｉＯ₂−Ｌｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃系ガラスに感光性金属
として少量の金、銀を含みかつ増感剤としてＣｅＯ₂を
少量含んでなる感光性ガラスを絶縁性基板１の原版とし
て用い、これに図４（ａ）に示すようにフォトマスク３
５を重ねて紫外線を照射する。フォトマスク３５には、
上記連絡部１ｃを形成すべき位置に角孔あるいは丸孔等
を有するマスクパターン３６が形成されていて、角孔あ
るいは丸孔を透過した紫外線が基板１に潜象１ａを形成
する。

【００１５】次に、図４（ｂ）に示すように基板１を４
５０〜６００℃の温度で熱処理を行い、上記潜象１ａ現
像する。この熱処理を１次結晶化処理という。図４
（ｂ）で符号１ｂは現像された像を示す。１次結晶化処
理を行うことにより、基板１に含まれる感光性金属コロ
イドを結晶核にしてメタケイ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ−Ｓ
ｉＯ₂）結晶が析出する。次に、図４（ｃ）に示すよう
に、ふっ酸等によって基板１をエッチングし、基板１の
表裏につながる連絡孔１ｃを形成する。

【００１６】さらに、基板１を結晶化ガラスにして安定
化させるために、図４（ｄ）に示すように基板１全体を
紫外線露光し、図４（ｅ）に示すように再度８００〜９
００℃で熱処理を行う。この熱処理を２次結晶化処理と
いう。２次結晶化処理を行うことにより、リチウムダイ
シリケイト（Ｌｉ₂Ｏ−２ＳｉＯ₂）結晶が基板１全体に
析出し、基板１の機械的強度を大きくすることができる
と共に、Ｌｉプラスイオンを安定化させることができ
る。また、不安定なイオンの移動を極端に押さえること
ができるため、電気的にも化学的にも安定なものとな
る。

【００１７】次に、図４（ｆ）に示すように連絡部１ｃ
に銀ペーストなどからなる導電性ペーストを充填し、焼
成して導電部２を形成する。なお、導電性ペーストを連
絡部１ｃに充填する代わりに、連絡部１ｃの内周面にめ
っきを施すことによって導電部２を形成してもよい。次
に、図４（ｇ）に示すように、基板１の表裏両面に上記
導電部２に重ねて電極３，４を形成する。電極３，４
は、印刷あるいは焼成などによって形成することができ
る。

【００１８】以上説明したように、感光性ガラス基板を
用いれば、基板の表裏をつなぐトンネル状の連絡部１ｃ
を容易に形成することができ、この連絡部１ｃに導電材
２を充填することにより、基板１の表裏に配置された電
極３，４を電気的に容易に接続することができる。

【００１９】図５は、磁気検出装置を保持して固定する
センサホルダの変形例を示す。センサホルダ１５は平面
形状がＵ字状に形成され、前面側の凹部１６に磁気検出
装置の絶縁性基板１がその背面側から嵌められ、接着等
の適宜の手段で固定される。センサホルダ１５の底面は
絶縁性基板１装着面に対して直角であり、このセンサホ
ルダ１５の底面が回路基板等に面接触させられて固定さ
れる。

【００２０】絶縁性基板の表裏両面の電極は必ずしも線
対称に配置する必要はなく、図６に示す例のように点対
称に配置しても差し支えない。図６において、磁気検出
装置を構成する絶縁性基板２１の前面には磁気検知部３
０が形成されている。絶縁性基板２１の表裏両面には複
数の電極２３，２４が形成されているが、これらの電極
２３，２４は線対称ではなく、点対称に、すなわち表裏
で互いに千鳥状に配置されている。電極２３，２４を半
田付けすべき回路基板上の回路パターン１６も電極２
３，２４に合わせて千鳥状に配置されている。絶縁性基
板２１の表裏で対をなす電極２３，２４は、基板２１の
表裏につながる連絡部に充填された導電材で電気的に接
続されている。基板２１を保持するセンサホルダ１５は
図５について説明したものと同様に構成されている。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、絶縁性基
板の表面に磁気検知部を形成してこの磁気検知部に複数
の電極を導電接続し、複数の電極は、基板の表面と裏面
とに分配配置し、基板の表裏の電極は、基板の表面と裏
面につながる連絡部に充填した導電材により電気的に接
続したため、絶縁性基板の端面を直接回路基板等の表面
に面接触させ、絶縁性基板の表裏に配置された電極を回
路基板等に半田付けすることにより、絶縁性基板を回路
基板等から直接垂直に立ち上がった形態で固定すること
ができると共に、絶縁性基板の表面に形成された磁気検
知部を被検出体に面対向させることができる。しかも、
絶縁性基板の回路基板等との接触面には電極や導電材な
どが存在していないため、上記接触面を精度よく仕上げ
ることにより絶縁性基板を精度よく垂直に立ち上がらせ
ることができる。

【００２２】請求項１記載の発明によれば、絶縁性基板
をセンサホルダに装着し、センサホルダは絶縁性基板装
着面に直角な面を回路基板に面接触した形態で固定する
ようにしたため、絶縁性基板を回路基板上により一層精
度よく垂直にかつ安定に立ち上がらせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁気検出装置の実施例を示す側
面断面図。

【図２】上記磁気検出装置の取付け態様の例を示す分解
斜視図。

【図３】上記磁気検出装置の正面図。

【図４】本発明に適用可能な絶縁性基板の製造方法の例
を順に示す工程図。

【図５】上記磁気検出装置の取付け態様のさらに別の例
を示す分解斜視図。

【図６】本発明にかかる磁気検出装置の別の実施例を示
す分解斜視図。

【符号の説明】

１絶縁性基板２導電材３電極４電極１ｃ連絡部１０磁気検知部

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−111085（ＪＰ，Ａ) 特開平４−118979（ＪＰ，Ａ) 特開平３−188387（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 43/02 H01L 43/04 H01L 43/06 H01L 43/08 H01L 43/12 H01L 43/14 G01R 33/07 G01R 33/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板と、この絶縁性基板の表面に
形成された磁気検知部と、この磁気検知部に導電接続さ
れた複数の電極とでなる磁気検出装置において、上記絶縁性基板は感光性ガラスにより形成され、上記複数の電極は、上記絶縁性基板の表面と裏面とに分
配配置され、上記絶縁性基板の表裏に配置された電極は、絶縁性基板
の表面と裏面につながる連絡部に充填された導電材によ
り電気的に接続され、上記連絡部に充填された導電材は銀ペーストを焼結して
形成され、上記絶縁性基板は、回路基板の絶縁性基板装着面に、絶
縁性基板の表面と裏面とが立ち上がった状態で固定さ
れ、上記磁気検知部は回路基板に対して垂直な方向に形
成されるとともに、上記連絡部は回路基板から離間した
位置にトンネル状に形成されており、上記絶縁性基板の
表面の電極と裏面の電極は回路基板に半田付けされてい
ることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】絶縁性基板はセンサホルダに装着され、
センサホルダは、絶縁性基板装着面に直角な面が回路基
板に面接触した形態で固定され、絶縁性基板が回路基板
から垂直に立ち上がってなる請求項１記載の磁気検出装
置。