JPH03255970A - 磁気検出センサーとその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、磁気式エンコーダー等に使用される強磁性薄
膜からなる磁気検出センサーおよびその製造法に関する
。 ［従来の技術］ 近年、磁気式エンコーダーあるいはＶＴＲ用のキャプス
タンモーターを精密に制御する目的で強磁性薄膜からな
る磁気検出センサーが使用されており、またモーターの
精密制御にはこのセンサーが必要不可欠となってきてい
る。 第１１図には、この磁気検出センサーを使用したＶＴＲ
キャブスクンモーターの一例の断面図を示した。符号２
１はロータヨーク、符号２２はロータマグネット、符号
２３は微小なピッチでＮ極、Ｓ極が交互に着磁されてい
るＦＧマグネットをそれぞれ示し、これらは回転子部分
を構成している。また符号２４はモーター駆動用のステ
ータコイル、２５はケースを示している。符号２６は樹
脂製のホルダー２６Ｈに固定された磁気検出センサーで
あり、その磁気検知部位はＦＧマグネット２３と通常１
００μｍ程度のギャップで配置され、その出力信号を利
用してモーターの回転制御がなされる。符号２７は磁気
検出センサー２６と回路基盤２８とを電気的に接続する
ためのリード部を示している。ＦＧマグネットは通常微
細なピッチで着磁されており、その磁界強度も小さい。 そのため、磁気検出センサー２６とＦＧマグネット２３
とのギャップが大きすぎると所要の出力が得られなくな
る。 第１２図（Ａ）には従来の磁気検出センサーの正面図を
、同図（Ｂ）にはその断面図を示した。図中２６Ｓは磁
気検出センサー２６の磁気検知部、２５Ｍはボンディン
グ部のモールド補強部を、２７はリードをそれぞれ示し
ている。このような構造の場合、素子ペレットとリード
との接続は通常ハンダボンディングで行われる。また、
ボンディング部を露出させた状態では電気的なショート
が発生しやすかったり、接続部からリードが剥離したり
するため、そういう不具合をなくす目的でボンディング
部をモールド補強する。通常ボンディング部の補強はエ
ポキシ等の樹脂で行われ、その厚みは少なくともリード
の厚み以上は必要であり、実用的な数値でいえば最低２
００μｍは必要とされる。従って、この素子を第１３図
のように磁気信号源となるＦＧマグネット２３に対向さ
せた場合、樹脂モー′ルド部をマグネットに接触させる
まで近づけたとしても、磁気検知部２６ＳとＦＧマグネ
ットとのギャップが２００μｍ以上となってしまう。近
年、モーターの小型化や高精度化が進み、それに伴って
ＦＧマグネットの着磁ピッチが微細になってきているた
め、磁界強度も非常に弱い。従って、前述のごとく磁気
検知部とＦＧマグネットとのギャップが２００μｍもあ
ると所要の出力は得られなくなってしまう。 そのため、従来は第１４図（Ｂ）のごとく素子２６のモ
ールド補強部２６ＭをＦＧマグネットから避けるように
配置していた。 第１５図に他の従来素子の断面構造を示す。この従来例
は平坦な基板３１上に磁気検知部３２．配線部３３およ
び端子電極３４を有するペレットの磁気検知部上に保護
膜３５を形威し、ペレットとり−ド２７とを接着し、端
子電極３４とリード２７とをリードワイヤ３６で接続し
、さらに磁気検知部上の保護膜３５を露出させるように
、熱硬化性樹脂３８でモールドしたものである。この構
造の素子は、例えば第１４図に示した状態で使用される
が、モールド樹脂が磁気検出部表面上にも廻りこみ易く
、その厚さを制御することは非常に困難であった。 他の従来例として、特開昭６３−３４９８６号公報に開
示されている素子がある。すなわち、第１６図（Ａ）に
示すように、符号２６゛のごとくペレットの四隅に切り
欠きを設け、同図（Ｂ）のごとくペレット表面のセンサ
ーパターン２６Ｓとリード２７どの電気的接続をペレッ
ト裏面でハンダ３０によって行う。すなわち、前記切り
欠き部の表面と裏面とを導電材料２９を介して接続する
ことにより、磁気検知部形成面側に接続部のモールド補
強による樹脂の突出をなくすという方法がある。 この方式の場合、第１の従来例のごとき制約無しに磁気
検知部をＦＧマグネット等の磁気信号源に近ずけること
ができる。しかしこの方式の場合、素子ペレットの端子
部はペレットの裏面に形成されるため、ワイヤーボンデ
ィングでペレットとリードとの電気的接続を行おうとす
ると磁気検知部がリード面側になってしまい、センサー
どしての実用性がなくなってしまう。従って、この場合
磁気検知部を露出させるボンディング法として、ハンダ
ボンディング方式を採用せざるをえない。 しかるに、ハンダ３０による接続では「ハンダ耐熱試験
」での信頼性が悪い。また、ハンダボンディングによる
素子の組立は、ワイヤーボンディングによるそれと比し
て、割高になるという問題もある。 ［発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的は、以上説明したような問題点を解消し、
端子電極部のモールド突出による弊害のない、すなわち
リードの取り出し部が磁気信号の検出に障害となり、ま
たは素子の小型化に障害となることがなく、かつ耐熱性
の高い磁気検出センサーを提供することにある。また、
前記磁気センサーを効率よく組立のできる、量産性の優
れた磁気検出センサーの製造法を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明磁気検出セン
サーは樹脂成形モールドされた強磁性薄膜からなる磁気
検出センサーにおいて、表面に磁気検知部および端子電
極部を有するペレットがその背面の少なくとも一部にお
いてリードアイランドと接着されており、かつ該リード
アイランドにおける前記ペレット接着面の裏面の一部が
くぼんでおり、前記端子電極とリードとの接続がワイヤ
ーによりなされ、前記磁気検知部が形成されている面が
モールド樹脂によって覆われることなく露出しているこ
とを特徴とする。 本発明製造方法は磁気検出センサーペレットを該ペレッ
トの背面の少なくとも一部においてり一ドアイランドと
接着する工程、前記ペレットとリードとの電気的接続を
ワイヤーボンディングにより行う工程、および前記リー
ドアイランドにおける前記ペレットとの接着面の裏面の
一部がくぼむように金型で押さえて磁気検知部形成面が
露出するように樹脂成形モールドする工程を含むことを
特徴とする。 ［作　用ｊ 本発明によれば、センサーペレットの乗っているリード
の背面を金型内のビンにて押しつぶすことにより、ペレ
ットの厚みむらを吸収し、安定してセンサー面が露出し
た磁気検出センサーを製作することができる。 本発明の磁気検出センサーは、端子電極部が磁気検知部
よりも低い位置に形成され、磁気検知部形成面を端子電
極部上面のモールド面と同一レベルあるいは突出させた
構造にすることもできる。 また、上記のごとき構造をとることにより素子ペレット
の小型化を図ることができる。 さらには、ワイヤーボンディング、樹脂成形モールドと
いう自動化対応のプロセスにて製造が行えるので、組立
コストの低減も図ることができる。

【実施例】

以下に図面を参照して本発明を説明する。 第１図には、本発明の第１の実施例として、セラミック
からなる段差基板を用いた磁気検出センサーの構造例を
示した。第１図（Ａ）は正面図、第１図（Ｂ）はそのＡ
−Ａ線に沿った断面図である。図中１は段差を有するセ
ラミック、２は強磁性薄膜、　２Ｓは強磁性薄膜からな
る磁気検知部、３は導電材料からなる配線部、４は端子
電極、５は無機系の材料からなる保護膜をそれぞれ示し
ている。 この素子はペレット上の配線部３．端子電極部４、ワイ
ヤー６１３よびリード部７を熱硬化性樹脂８によってモ
ールド補強した構造となっている。 磁気検知部２Ｓの上には保護膜５のみが設けられ、磁気
検知部はモールドされず、露出される。従来例で述べた
ように、磁気検知面と磁気信号源とのギャップが大きく
なると出力が低下する。実用的見地からすると、そのギ
ャップが１００μｍを越えると出力が極端に低下してく
る。したがって、素子全体をＦＧマグネット等の信号源
と対向させる場合、磁気検知面と端子電極上のモールド
上面との段差ｄは、１００μｍ以下でなければ実用性に
乏しい。段差ｄを１００μｍ以下にすることにより、磁
気検知部を測定対象に接近させることができ、例えば、
第４図に示すように、素子全体をＦＧマグネット２３に
対向させても出力低下という不具合が発生しなくなる。 つぎに、この磁気検出センサーの製造法について述べる
。まず、第２図に示すように、所要のウェハプロセスを
経たペレット１０１をリードアイランド７Ｉ上に接着す
る。接着剤としては特に限定はないが、Ａｇペースト等
が一般的に用いられる。なおすべての図において、この
接着層の記載は省略しである。つぎに第３図（Ａ）　、
　（Ｂ）にそれぞれ正面図および断面図を示すように、
ワイヤー６により磁気検出センサーとリードとの電気的
接続を行う。ついで、ワイヤーボンディングを終えたペ
レットおよびリードを金型にセットし、その金型内にて
磁気検知部形成面と金型の一部を密着させ、第１図に７
ａで示したようにリードアイランドの一部がくぼむ程度
にペレット上面を押さえて樹脂成形モールドすることに
より、第１図の磁気検出センサーが完成する。リードの
アイランドがくぼむ程度に押さえることにより、ペレッ
ト厚みのばらつきによるモールド厚みのばらつきや磁気
検知部形成面への樹脂の流れ込みを防止することが可能
となる。例えば、ペレットの厚みのばらつきが絶対値で
５０μｍあったとしても、リードのアイランドを５０μ
ｍ以上つぶすように金型を設計しておけば、常に磁気検
知部形成面に樹脂の回り込みの無い、モールド厚みの均
一な素子を製作することができる。 使用されるリード材料の厚みは、通常１００μｍ〜６０
０μｍ程度であるが、前述のごとくペレットの厚みのば
らつきは少なくとも５０μｍ程度あるので、そのばらつ
きを吸収させるためには、リードの厚みは２００μｍ以
上であることが好ましい。 リードの材料としては、一般に銅系統のものや鉄系統の
ものが用いられるが、上記方式のようにリードアイラン
ドの一部を強制的にくぼませるという工程があるので、
より軟らかい銅系統の材料のほうが好ましい。 またリードアイランドをくぼませる金型内のアイランド
押さえビンの先端形状に関しては、第１図のように断面
を矩形状にする場合はフラットなものを用いているが、
以降の試作例で示すごとく先端が鋭利な形状でもよく、
そのような形状のビンで押さえることにより、円錐状に
リードアイランドをくぼませることができる。円錐状に
くぼませた場合の方が、フラットにくぼませた場合にく
らべ、金形面への磁気検知面の押し付は圧力を低減させ
ることができるので、ペレットの破損等の不具合の発生
が少ない。 なおモールドするさいに、磁気検知部面が破損しないよ
うに、無機系の材料からなる保護膜５の上に、さらに有
機系の材料すなわちポリイミドあるいはＳＭＩ等の樹脂
をさらに塗布することもある。 また、モールド用の樹脂としてはエポキシ系を代表とす
る熱硬化性樹脂と同等に熱可塑性樹脂も用いることがで
きる。この場合、樹脂が熱可塑性であるので、ハンダ耐
熱に関しては、トランスファーモールドで使用される熱
硬化性樹脂と比較すると不利ではあるが、ＰＰＳ、　Ｐ
ＢＴ等の耐熱性の高い樹脂を用いれば問題はない。 本発明に適用しつるペレット構造としては、これまで述
べてきた構造のものの他に、第５図（Ａ）　、　（Ｂ）
および第６図（Ａ）　、　（Ｂ）にそれぞれ正面図およ
び断面図を示すようなペレット構造があげられる。第５
図のペレットは段差のあるセラミック１の上面にガラス
層９をグレーズしたものである。このグレーズ層は基板
全体に形成されてもなんら支障はない。第６図のペレッ
トはフラットなセラミック基板ｌ゛上の磁気検知部形成
部位にのみ、ガラスグレーズ層ｌＯを設けている。素子
磁気特性を最大限に引き出すためには磁気検知部形成部
位の表面はフラットな方が望ましいので、第１図のよう
にセラミック上に直接磁気検知部を形成するよりも、第
５図あるいは第６図のように、磁気検知部の形成部位に
ガラスグレーズ膜があるほうが、好ましい。 また、このような段差を有する基板は、セラミック以外
にも、例えばガラスを機械加工したりＳｉウェハをエツ
チング加工したりすることによっても製作することが可
能であり、それらの基板も本発明に適用しつる。 さらに本発明には、段差のない、平坦な基板を使用する
こともできる。 区庄旦ユ 第７図に、第５図に示したようなペレットを用いて製作
された磁気検出センサーの断面構造を示す。製造法は、
前述した実施例で述べたように、段差のあるセラミック
１上に、ガラスグレーズ層９１強磁性薄膜２．配線部３
および端子電極４を有するペレットをリードアイランド
７エに接着し、ワイヤーボンディングする。ついで、先
に述べたようにこのペレットとリードを金型にセットし
、リードアイランド７Ｉに、くぼみ７ａが生じる程度に
圧力を加え、熱硬化性樹脂モールドすることにより製作
される。磁気検知部の上面は無機保護層５のみによって
覆われている。本試作例では、第１図の例と比較して、
モールド時に磁気検知部形成面よりも端子電極上のモー
ルド面が低い位置に形成されるような金型を使用してい
る。このように、磁気検知部形成面のほうがモールド面
よりも突出した断面構造を持つ素子のほうが、第４図に
示したように磁気信号源に対向させた場合に有利な構造
であるといえる。すなわち磁気信号源と磁気検知部形成
面とのギャップを任意に設定することができるからであ
る。 以下の第１表には従来のハンダボンディングによる素子
と本試作例とのハンダ耐熱試験での特性変動の値を示し
た。水拭作例素子は、従来例に比べ特性変動が非常に小
さい。 第１表 ＊ハンダ耐熱試験結果 （条件２６０℃、　３０ｓｅｃ−） また、次の第２表には同一の電気的特性が得られるよう
に素子設計を行った場合の素子ペレットの形状比を載せ
た。本試作例では従来と比較して、ペレットサイズを半
分以下にすることができる。従って、同一ウニバーサイ
ズからの素子ペレットの株数も、同様に倍以上となる。 第２表 第８図に、第６図に示したペレット、すなわち、平坦な
ペレットｌ°上にガラスグレーズ層１０゜強磁性薄膜２
．配線部３および端子電極４を有するペレットの磁気検
知部形成面上にポリイミドからなる保護膜５゛をさらに
塗布した磁気検出センサーペレットを用いて製作された
磁気検出センサーの断面構造を示す。製造法は、試作例
１と同様の手順で行っているが、樹脂モールドの際、材
料として熱可塑性樹脂ＰＰ５ＩＩを用いた。 本試作例では、試作例１と同様に、モールド時に磁気検
知部形成面よりも端子電極上のモールド面が低い位置に
形成されるような金型を使用している。また、本試作例
ではリードアイランドの背面の押えを先端が鋭利なビン
で行った。そのためリードアイランドには円錐状のくぼ
み７１が生じた。 このように、円錐状にくぼませたほうが試作例１のよう
にフラットにくぼませるよりも、金型セット時にペレッ
ト上面に加わる圧力が小さくなるので、ペレット破損等
の不具合の発生が少ない。 試」コ糺旦 第９図には、第２の試作例のリードアイランド露出部位
（くぼみ７８゛）に、エポキシ系の樹脂１２を流し込ん
だ場合の断面の態様を示した。このように、リードアイ
ランドの露出をなくすことにより、リードアイランドが
介在した電気的なショートや水分の侵入等の不具合の発
生を防止することができる。 試」Ｉ糺丘 以上の試作例では、段差のあるセラミックを用いたペレ
ット、または平坦なセラミック上にガラスグレーズ層に
よって段差を設けたペレットについて述べた。第１Ｏ図
（Ａ）　、　（Ｂ）はそれぞれは平坦なガラス基板ｌ°
に、強磁性薄膜２．配線部３および端子電極４を有する
ペレットを用いた素子の断面構造を示す。磁気検知部の
上面には無機保護膜５が塗布され、端子電極４とリード
７とはリードワイヤ６のボンディングによって接続され
ている。このようなペレットとリードを金型にセットし
、上述した試作例と同様に、リードアイランド７エの裏
面にくぼみが生ずる程度の圧力を加えて熱硬化樹脂８に
よってモールディングする。第１０図（Ａ）はくぼみ７
ａがフラットな例、第１０図（Ｂ）はくぼみ７１が円錐
状の場合をそれぞれ示しである。 第１０図（Ａ）　、　（Ｂ）のように、磁気検知部と端
子電極部とが同一平面上にあるので、モールド８の上面
と磁気検知部の上面、より正確には無機保護膜の上面と
の段差は試作例１〜３に比して大きくなるが、この場合
も、樹脂モールドが磁気検知部面に廻りこむことを確実
に防ぐことができるので、ペレットの厚みとともに樹脂
モールドの厚みの均一な素子を製作することができる。 も突出した構造なので、磁気検知部を端子電極上の樹脂
モールド面に対し突出させることができ、ＦＧマグネッ
トと任意の位置で対向させることができる。 さらには、ワイヤーボンディングしているので、耐熱性
の高い素子を製作することも可能である。また、ワイヤ
ーボンディング、樹脂成形モールドによる組立なので、
組立工程の自動化が容易であり、合理化が図れるので、
組立コストの低減も図れる。 さらに、素子ペレットの小型化によるコストダウンも図
ることができる。 【発明の効果１ 以上のべたように本発明ではセンサーペレットの乗って
いるリードの背面を金型内のビンにて押しつぶすことに
より、ペレットの厚みむらを吸収し、安定してセンサー
面が露出した磁気検出センサーを製作することができる
。さらに、磁気検出センサーペレット上の磁気検知部位
が端子部より

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明の第１の実施例ペレ
ットを示す正面図および断面図、 第２図および第３図は第１の実施例磁気検出センサーを
製作するための工程を示す図、第４図は、第１の実施例
磁気検出センサーをモーターに対向させた場合の状態を
示す図、第５図および第６図はそれぞれ本発明センサー
を製作する前のペレットの形状を示す図、第７図は第１
の試作例の断面図、 第８図は第２の試作例の断面図、 第９図は第３の試作例の断面図、 第１０図は第４の試作例の断面図、 第１１図は本発明素子の適用しつるＶＴＲモーター断面
図、 第１２図（Ａ）　、　（Ｂ）は従来の素子の正面図およ
び断面図、 第１３図および第１４図は第１２図の素子をモーターに
対向させた場合の状態を示す図、 第１５図および第１６図はそれぞれ他の従来例を示す図
である。 ５．５°・・・保護膜、 ６・・・ワイヤ、 ７・・・リード ７エ・・・リードアイランド、 ７ａ、　７ａ’・・・くぼみ、 ８・・・モールド樹脂、 ９、ｌＯ・・・ガラスグレーズ層、 １２・・・樹脂。 １・・・セラミック基板、 ２・・・強磁性薄膜、 ２Ｓ・・・磁気検知部、 ３・・・配線部、 ４・・・端子電極部、 （Ａ） （Ｂ） 本肥目尖比１ケ°」の止酌凹すよびぽ１山図第１図 、＄−項−Ｂ月の製ｉＬ、−オ１ｇ犬、ｅ月する圀第２
図 本ｅｌ１月の製１隻−工荘ｌ兇田月でろ画策３図 ９力゛ラスク゛レース１ オ（ＪＩ？５叩にイ史用１ろペレットの工１パ記および
注「山囚第５図 Ａ（手−８月むン゛す′−のイ犬用１尺莫１０梵ｐ月１
ろ閉業４図 １０力“ラスタレース層 ） 、シト、馳Ｂ月１＝また用するペレットの正め国わよび
ぽｈ狛区第６図 Ｎｌ３１のｔ大作イ列の正ｗＴｔｌ圀 第７図 第３の書式イ乍１列の糾ＩＩＤ囚 第９図 第 図 （Ａ） （Ｂ） 智５４　の吉１にイ乍イタッ　のｔｒｒｒ！Ｄ長り第１
０図 ＶＴＲ−ｆニー７−の逮ｆＦ山岡 第１１図 イ是米のセンサーのイた用抜負Ｌ、乏Ｓ絶日月ノろ閉業
１３図 ２６５　状１口部 ４に来のふ骸気迅抗七ンサーの工山図および庄「釦凶第
１２図 ４足来のセンサーのイえ用１大態と二〇月１６圀第１４
図 ３８七−）リド１軒′ｆ４旨 イ也の４ズ３１イ列の釦り幻区 第１５図 （Ａ） （Ｂ） イ亡のイ走釆１列の正由圀および庄「山区第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）樹脂成形モールドされた強磁性薄膜からなる磁気検
   出センサーにおいて、表面に磁気検知部および端子電極
   部を有するペレットがその背面の少なくとも一部におい
   てリードアイランドと接着されており、かつ該リードア
   イランドにおける前記ペレット接着面の裏面の一部がく
   ぼんでおり、前記端子電極とリードとの接続がワイヤー
   によりなされ、前記磁気検知部が形成されている面がモ
   ールド樹脂によって覆われることなく露出していること
   を特徴とする磁気検出センサー。 ２）前記リードアイランドのくぼみの形状が円錐状であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出センサー
   。 ３）前記磁気検知部形成面が、端子電極上のモールド上
   面と同一面にあるか、もしくは突出していることを特徴
   とする請求項１または２に記載の磁気検出センサー。 ４）磁気検出センサーペレットを該ペレットの背面の少
   なくとも一部においてリードアイランドと接着する工程
   、前記ペレットとリードとの電気的接続をワイヤーボン
   ディングにより行う工程、および前記リードアイランド
   における前記ペレットとの接着面の裏面の一部がくぼむ
   ように金型で押さえて磁気検知部形成面が露出するよう
   に樹脂成形モールドする工程を含むことを特徴とする磁
   気検出センサーの製造法。 ５）前記リードアイランドの裏面の一部が円錐状にくぼ
   むように押さえることを特徴とする請求項４に記載の磁
   気検出センサーの製造法。 ６）熱硬化性樹脂により樹脂成形モールドすることを特
   徴とする請求項４または５に記載の磁気検出センサーの
   製造法。 ７）熱可塑性樹脂により樹脂成形モールドすることを特
   徴とする請求項４または５に記載の磁気検出センサーの
   製造法。 ８）前記樹脂成形モールド工程後のリードアイランド露
   出部位に、さらに樹脂を充填する工程を含むことを特徴
   とする請求項４ないし７のいずれかの項に記載の磁気検
   出センサーの製造法。