JPH05136482A - 磁気センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気センサのセンサパターンを形成する面を
従来のガラス基板と同程度に均一な平面にして正確なパ
ターンが形成できるようにする。しかも、セラミック基
板とガラス膜とを同一平面上で段差なくかつ平坦に形成
する。 【構成】 磁気検知部を形成する面Ａに凹部２を有する
セラミック基板１と、このセラミック基板１の凹部２に
充填されて凹部２の周辺のセラミック基板面１ａと面一
の平坦面を形成するグレーズドガラス３とで絶縁基板を
構成し、磁気検知部・センサパターンを形成する部分が
セラミック基板１の凹部２に充填されたグレーズドガラ
ス３によってガラス基板と同程度の平坦な面に保たれか
つその周辺のセラミック基板面１ａとの間に研磨などに
よって段差のない平坦な連続面を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気センサ及びその製
造方法に関する。更に詳述すると、本発明は、セラミッ
ク基板の上にグレーズドガラスを引いて磁気検知部を形
成した磁気センサ、特に磁気抵抗素子、ＭＲ素子、ホー
ル素子等の磁気センサとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の磁気センサは、ガラスか
ら成る絶縁基板を採用し、その一面にＮｉ−Ｃｏ薄膜等
で磁気検知部を形成してその電極取出し部にリードフレ
ームをはんだ付けし、熱硬化性樹脂で固めるようにして
いる。また、絶縁基板としてセラミックを用い、その上
にグレーズドガラスをひいて磁気検知部を形成し、同じ
面側にリードフレームを固着した磁気センサも提案され
ている（特開昭63-34987号）。このような構造の磁気セ
ンサの場合、ホルダに実装したときにセンサ面にリード
フレームやそれらを固定する樹脂等が突出するため被検
出物との間に隙間が生じ感度が低下する問題がある。

【０００３】そこで、このリードフレーム等の凸起を取
除いてセンサ面を平坦化する磁気センサが従来考えられ
ている（特開昭63-215086 号）。この平坦化ＭＲセンサ
は、図６に示すように、磁気検知部１０２に接続される
電極をセンサ面Ａの反対側の面Ｂに取り出し、そこでリ
ードフレーム１０４と接続するという方法を取ってい
る。そのために電極１０３を形成する微細なスルーホー
ル１０７を絶縁基板１０１に設けなければならない。し
かし、従来から絶縁基板１０１として使用されているガ
ラスにスルーホール１０７をあけることは困難である。
そこで、ガラスの絶縁基板に代えてスルーホールが形成
し易いアルミナ等のセラミック基板を採用するようにし
ている。そして、このセラミック基板１０１にスルーホ
ール１０７を開口し、電極となる銀を充填してスルーホ
ール電極１０３を形成する一方、セラミック基板１０１
の一面にＮｉ−Ｃｏ等のニッケル合金磁性薄膜１０２か
ら成る磁気検知部・センサパターン回路を形成するよう
にしている。しかし、このセラミック基板１０１は多孔
質であり面粗度が悪いことから、通常３００オングスト
ローム〜１０００オングストロームの薄膜から成るセン
サパターン回路の断線を招いたり、フォトリソグラフィ
技術によりセンサパターンを形成する際にブリッジ回路
から成るセンサ回路のインピーダンスのばらつきを起こ
すといった不具合を生じる。そこで、特開昭63-34987号
に示すようにセラミック基板の表面粗度をグレーズドガ
ラスを引くことによって改質し、従来のガラス基板並に
改善することが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示すように、セラミック基板１０１上に形成されるグレ
ーズドガラス膜１０８は、表面張力等の関係で従来のガ
ラス基板のような均一な平面に形成されないため、セン
サパターン１０２が正確に形成できずにＭＲセンサ等に
おいては中点電位のばらつきを招く虞がある。また、こ
の問題を解決する方法としてガラス膜１０８を研磨して
均一な平面を作るということが考えられるが、グレーズ
ドカラスはセラミック基板１０１の上に印刷されてただ
乗っているだけであるので、薄く壊れ易いと共に剥れ易
く研磨ができない。また、グレーズドガラス１０８は周
辺のセラミック基板１０１の電極が形成される部分１０
９でガラス膜１０８が切れているため、ガラス膜１０８
とセラミック基板１０１との間で段差ができてその上に
作られるパターン（例えばＭＲセンサでは電極）に悪影
響をもたらす。即ち、セラミック基板１０１の電極が形
成される部分１０９では表面張力によってグレーズドカ
ラス１０８の表面がセラミック基板１０１から急激に立
上っているため、それらの境界部分１１０でガラス１０
８上に形成されるセンサパターンの電極（図示省略）と
セラミック基板１０１の上に形成されるパターン電極部
分との間で亀裂や断続を起こし断線の虞がある。また、
セラミック基板１０１にスルーホール電極を設けても
（図示省略）、このスルーホール電極とパターン電極と
の接続も困難である。更には、セラミック基板１０１と
グレーズドガラス１０８との境界部分１１０で水の浸入
等を許容しグレーズドガラス１０８が剥離する虞もあ
る。

【０００５】また、グレーズドガラス１０８を印刷でセ
ラミック基板１０１の上に引く場合、表面張力によって
全体が丸まってしまうため小さなチップ上では平坦面が
比較的大きく取れない問題がある。しかも、グレーズド
ガラスの厚みは２０μｍ以下にできない制約があるため
同じ大きさのセンサパターンを形成するにはより大きな
基板を必要とし小型化が難しい問題がある。

【０００６】本発明は、センサパターンを形成する面を
従来のガラス基板と同程度に均一な平面にして正確なパ
ターンが形成できる磁気センサ及びその製造方法を提供
することを目的とする。更に具体的には、セラミック基
板とガラス膜とを同一平面上で段差なくかつ平坦に形成
した磁気センサ及びその製造方法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】かかる目的を達成するた
め、本発明の磁気センサは、磁気検知部を形成する面に
凹部を有するセラミック基板と、このセラミック基板の
凹部に充填されて凹部周辺のセラミック基板の面と面一
の平坦面を形成するグレーズドガラスとから成り、グレ
ーズドガラスの平坦面上に磁気検知部を形成するように
している。

【０００８】そして、このような構成の磁気センサは、
セラミック基板に凹部を形成し、その凹部に充填するよ
うにグレーズドガラスを印刷し、その後グレーズドガラ
スを焼成してからセラミック基板表面より盛り上がった
部分のガラスを研磨してガラス基板とセラミック基板と
が面一になるように平坦面に加工し、前記ガラス部分に
磁気検知部を形成することによって得られる。

【０００９】

【作用】したがって、磁気検知部・センサパターンを形
成する部分はセラミック基板の凹部に充填されたグレー
ズドガラスによってガラス基板と同程度の平坦な面に保
たれる。そして、セラミック基板の凹部に充填されたグ
レーズドガラスとその周辺のセラミック基板との間に
は、研磨などによって段差のない平坦な連続面が形成さ
れるため、グレーズドガラスの上の磁気検知部とセラミ
ック基板の上の電極とが断線せずに確実に接続される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１１】図１に本発明の磁気センサを構成する磁気
センサ用絶縁基板の一実施例を示す。この磁気センサ用
絶縁基板は、磁気検知部（図示省略）を形成する面Ａに
凹部２を有するセラミック基板１と、セラミック基板１
の凹部２に充填されるグレーズドガラス３とから構成さ
れている。このセラミック基板１の表面とグレーズドガ
ラス３の表面とは平坦にかつそれらの間に段差がなく同
一平面となるように形成されている。そして、図１には
示されていないが、グレーズドガラス３の表面に磁気検
知部が薄膜で形成されると共にグレーズドガラス３の周
辺のセラミック基板１の表面１ａに電極が形成され、グ
レーズドガラス３上の磁気検知部とセラミック基板１の
表面１ａ上の電極とが薄膜導体などで接続され、セラミ
ック基板１上でリードフレームなどのホルダ電極の接続
が行なわれるように設けられている。ここで、セラミッ
ク基板１としては、スルーホール電極の形成が容易にで
きかつ物理的・化学的に安定であるセラミック例えばア
ルミナ等の使用が好ましい。そして、このセラミック基
板１は少なくとも磁気検知部を形成する部分に凹部２が
形成され、その凹部２にグレーズドガラス３が充填され
ている。グレーズドガラス３は、後述の如く例えば印刷
・焼成によってセラミック基板１上に形成される。そし
て、その上面が研磨されてセラミック基板１の表面と同
じ高さに研磨されている。したがって、セラミック基板
１とグレーズドガラス３とは共に平坦で同一面を構成し
ている。

【００１２】図２に本発明を適用した磁気センサの一具
体例を示す。この磁気センサはセラミック基板１の凹部
２にグレーズドガラス３を充填してその上に磁気検知部
４を形成すると共にセラミック基板１の縁にスルーホー
ル電極５を設け、このスルーホール電極５と磁気検知部
４とを磁気検知部４と一体に成形される薄膜の導体６で
電気的に接続し、裏面側からリードフレーム電極７でス
ルーホール電極５と接続するように設けられている。
尚、少なくとも磁気検知部４、好ましくはセンサ全面に
はセンサの作動の信頼性を高めるため、物理的・化学的
なダメージ、湿気、水、アルカリイオン等から保護する
ための保護膜８が形成されている。

【００１３】セラミック基板１には、スルーホール電極
５が形成され磁気検知部４を形成するセンサ面Ａとは反
対側の面Ｂから外部に取出すように設けられている。ス
ルーホール電極５は例えばセラミック基板１を貫通する
穴９を形成した後、この穴９に銀等を充填して形成され
ている。

【００１４】また、磁気検知部４はグレーズドガラス３
の上にニッケル合金磁性薄膜等を真空蒸着あるいはスパ
ッタリングによって形成した後、フォトエッチング等に
よって所定のパターン形状に形成されている。そして、
この磁気検知部４は導体電極回路６によってスルーホー
ル電極５と接続される。導体電極回路６は、例えばＮ
ｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ若しくはそれらの合金によ
って形成される。尚、リードフレーム７とスルーホール
電極５とははんだ付けなどで固着された上、熱硬化性樹
脂１０で固められている。

【００１５】上述のスルーホール電極を構成したＭＲセ
ンサの場合、図３に示すように製造される。例えば、１
つの大きなセラミック基板１からＭＲセンサ用絶縁基板
チップを多数製造する場合には、セラミック基板１にス
ルーホール電極５を所定間隔置きに一直線上に設ける一
方、そのスルーホール電極５に沿って溝から成る凹部３
を形成する［図４及び図３の（Ａ）参照］。この溝３と
スルーホール電極５，５，…，５とを交互にセラミック
基板１の上に加工できるだけ加工する。このとき、溝３
は広くとり、できるかぎりスルーホール電極５の近くま
で設けてグレーズドガラス３が印刷し易い形の溝形状と
することが好ましい。そして、セラミック基板１の表面
１ａよりグレーズドガラス３の表面全体が高くなるに十
分な量のグレーズドガラス３を溝いっぱいに印刷し焼成
する［図３の（Ｂ）参照］。その後、セラミック基板１
の表面１ａより盛り上がった部分のグレーズドガラス３
を研磨して平坦に加工する［図３の（Ｃ）参照］。そし
て、各グレーズドガラス３の表面に所定の磁気検知部を
スパッタリングとフォトエッチングによって形成し、導
体電極回路を形成する。その後、図４にハッチングで示
すように１チップ単位毎、センサを切り出す。

【００１６】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例ではスルーホール電極５を有し、
センサパターン（磁気検出部）が形成される面Ａの反対
側の面Ｂから電極を取出すタイプの磁気センサについて
主に説明したが特にこれに限定されるものではなく、セ
ンサパターンが形成されているのと同じ面にリードフレ
ーム等を取付けて電極を取出すタイプの磁気センサに適
用しても良い。以上のように構成される磁気センサは、
例えば図５に示すようにして製造される。この場合、セ
ラミック基板１に溝から成る凹部２を形成し［図５の
（Ａ）参照］、その溝（凹部）２にグレーズドガラス３
を印刷する［図５の（Ｂ）参照］。その後、グレーズド
ガラス３を焼成して、セラミック基板１の表面１ａから
盛り上がった部分を研磨してセラミック基板１と同一高
さになるまで研磨する［図５の（Ｃ）参照］。これによ
って、セラミック基板１とグレーズドガラス３とを同一
の平面で均一な平坦面とする。勿論、この研磨の際にセ
ラミック基板１の表面１ａも同時に研磨しても良い。

【００１７】また、本実施例では、ＭＲセンサについて
主に説明したがこれに特に限定されるものではなくセラ
ミック基板とその上にグレーズドガラスを引いた基板を
有効に利用できるものであればその使用を特に制限する
ものではなく、例えばホール素子のようなものには容易
に適用できる。

【００１８】更に、本実施例では凹部２として一方が開
放された溝を採用しているが特にこれに限定されるもの
ではなく、例えば周辺が閉ざされた円形の凹部を採用し
ても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の磁気センサは、磁気検知部を形成する面に凹部を有す
るセラミック基板と、このセラミック基板の凹部に充填
されて凹部周辺のセラミック基板の面と面一の平坦面を
形成するグレーズドガラスとから構成し、グレーズドガ
ラスの平坦面上に磁気検知部を形成するようにしている
ので、磁気検知部・センサパターンを形成する部分がセ
ラミック基板の凹部に充填されたグレーズドガラスによ
ってガラス基板と同程度の平坦な面に保たれる。したが
って、ＭＲセンサ等においては中点電位のばらつきがな
い理想的なパターンを形成することができる。

【００２０】また、セラミック基板の凹部に充填された
グレーズドガラスとその周辺のセラミック基板との間に
は、研磨などによって段差のない平坦な連続面が形成さ
れるため、グレーズドガラスの上の磁気検知部とセラミ
ック基板の上の電極とが断線せずに確実に接続される。
しかも、セラミック基板とガラス面との間の段差がない
ため、平坦になるので保護膜が形成しやすくこの部分に
おける水等の浸入を防止することができ、信頼性が向上
する。

【００２１】更に、基板の大部分を研磨して平坦にでき
るガラスで形成するためセラミック基板のうねりを取る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気センサ用絶縁基板の概略構造
を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る磁気センサの一具体例を示す中央
縦断面図である。

【図３】本発明の基板の製造方法を（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）の三工程に分けて示す図である。

【図４】１枚のセラミック基板から多数のスルーホール
電極付きセラミック基板を形成する場合の製造方法の一
例を示す平面図である。

【図５】本発明のスルーホール電極付き基板の製造方法
を示す図である。

【図６】従来の磁気センサの構造を示す縦断面図であ
る。

【図７】従来の磁気センサに使用されるセラミック基板
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ セラミック基板 １ａ セラミック基板の凹部周辺の表面 ２ 凹部 ３ グレーズドガラス ４ 磁気検知部（センサパターン） ５ スルーホール電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板の上にグレーズドガラス
   を引いてそのガラス上に磁気検知部を形成する磁気セン
   サにおいて、前記磁気検知部を形成する面に凹部を有す
   るセラミック基板と、このセラミック基板の前記凹部に
   充填されて凹部周辺の前記セラミック基板の面と面一の
   平坦面を形成するグレーズドガラスとから成り、前記グ
   レーズドガラスの平坦面上に磁気検知部を形成すること
   を特徴とする磁気センサ。
2. 【請求項２】 セラミック基板に凹部を形成し、その凹
   部に充填するようにグレーズドガラスを印刷し、その後
   グレーズドガラスを焼成してからセラミック基板表面よ
   り盛り上がった部分のガラスを研磨してガラス基板とセ
   ラミック基板とが面一になるように平坦面に加工し、前
   記ガラス部分に磁気検知部を形成することを特徴とする
   磁気センサの製造方法。