JPH0590660A - 磁気抵抗素子 - Google Patents
磁気抵抗素子Info
- Publication number
- JPH0590660A JPH0590660A JP3247538A JP24753891A JPH0590660A JP H0590660 A JPH0590660 A JP H0590660A JP 3247538 A JP3247538 A JP 3247538A JP 24753891 A JP24753891 A JP 24753891A JP H0590660 A JPH0590660 A JP H0590660A
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- JP
- Japan
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- film
- protective film
- thin film
- resin
- inorganic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜磁気抵抗素子において、薄く、機械的強
度と表面硬度が大きく、アルカリや塩素の混入がなく、
ガラスやセラミックまたニッケル合金との密着性がよ
く、更に安価で簡単に成膜できる保護膜を提供すること
を目的とする。 【構成】 基板１１表面に形成されたニッケル合金の強
磁性薄膜１２と、この強磁性薄膜１２を保護する保護膜
から構成されるものであり、まず基板表面に窒素原子を
含むカップリング剤をアンダーコートして、その上より
金属アルコキシドを主原料とする無機高分子コーティン
グ材を成膜する。
度と表面硬度が大きく、アルカリや塩素の混入がなく、
ガラスやセラミックまたニッケル合金との密着性がよ
く、更に安価で簡単に成膜できる保護膜を提供すること
を目的とする。 【構成】 基板１１表面に形成されたニッケル合金の強
磁性薄膜１２と、この強磁性薄膜１２を保護する保護膜
から構成されるものであり、まず基板表面に窒素原子を
含むカップリング剤をアンダーコートして、その上より
金属アルコキシドを主原料とする無機高分子コーティン
グ材を成膜する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相や変位量等の位置
情報を検出する磁気式位置検出装置に用いられるニッケ
ル合金の強磁性薄膜からなる磁気抵抗素子に関するもの
である。
情報を検出する磁気式位置検出装置に用いられるニッケ
ル合金の強磁性薄膜からなる磁気抵抗素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】現在おもに用いられている回転検出装置
の中で、光半導体を用いた光式回転検出装置や、ホール
ＩＣを用いた磁気式回転検出装置は、耐熱温度が１２５
℃以下であり、産業機器に対して使用する際には大きな
障害となっているのが現状である。そこで２００℃以上
の耐熱温度のある強磁性磁気抵抗素子の産業機器への利
用がますます高まってきている。特に電装品分野では、
１８０℃以上の耐熱性を要求される電子部品が多く、検
出体の物性から見て、強磁性磁気抵抗素子以外の回転検
出装置は使用できないことは明らかであり、その期待度
は高まる一方である。
の中で、光半導体を用いた光式回転検出装置や、ホール
ＩＣを用いた磁気式回転検出装置は、耐熱温度が１２５
℃以下であり、産業機器に対して使用する際には大きな
障害となっているのが現状である。そこで２００℃以上
の耐熱温度のある強磁性磁気抵抗素子の産業機器への利
用がますます高まってきている。特に電装品分野では、
１８０℃以上の耐熱性を要求される電子部品が多く、検
出体の物性から見て、強磁性磁気抵抗素子以外の回転検
出装置は使用できないことは明らかであり、その期待度
は高まる一方である。
【０００３】従来の方式は、図２，図３に示すごとくニ
ッケル合金からなる磁気抵抗素子に示すように、基板１
にほう珪酸ガラス，シリコンまたはグレーズドアルミナ
を用い、前記基板１上にニッケル合金の強磁性薄膜２を
形成し、さらに前記基板と強磁性薄膜２上に保護膜を形
成する。ここで３は電極、５はポリイミド樹脂、６は無
機膜、７は樹脂膜である。周知のように、強磁性薄膜２
を用いた磁気センサの保護膜は、その感度を上げるため
に膜厚を薄くする必要があり、また前記保護膜表面は磁
気記録媒体と接近させるため接触の可能性もあり、表面
硬度と機械的強度を大きくする必要がある。これらの要
求特性を満たす材料としてＳｉＯ，ＳｉＮ，ポリイミド
樹脂膜，フェノール樹脂膜，エポキシ樹脂膜のうち、１
種類または数種類を保護膜として形成する。この場合、
最も重要なことは、強磁性薄膜は２５０℃以上の熱エー
ジングではその特性に不可逆な変化を来すため、成膜す
る場合の加熱温度は３５０℃以下にしなければならず、
低融点ガラス等を保護膜として使用することはできな
い。加えて２００℃以上の耐熱性を確保するためにはフ
ェノール樹脂やエポキシ樹脂を使用することは不可能で
あった。また、ニッケル合金である強磁性薄膜２を腐食
せしめる不純物、例えばＮａ，Ｋａ，Ｃｌ等の保護膜材
料中の混入は、これを数ppm以下に抑える必要がある。
さらに、ポリイミド樹脂のような硬化時の収縮率の大き
な樹脂は、その収縮時に発生する応力によって、強磁性
薄膜パターンを切断したり磁気特性に影響を及ぼすた
め、前記強磁性薄膜２パターンに直接成膜することは不
可能であった。
ッケル合金からなる磁気抵抗素子に示すように、基板１
にほう珪酸ガラス，シリコンまたはグレーズドアルミナ
を用い、前記基板１上にニッケル合金の強磁性薄膜２を
形成し、さらに前記基板と強磁性薄膜２上に保護膜を形
成する。ここで３は電極、５はポリイミド樹脂、６は無
機膜、７は樹脂膜である。周知のように、強磁性薄膜２
を用いた磁気センサの保護膜は、その感度を上げるため
に膜厚を薄くする必要があり、また前記保護膜表面は磁
気記録媒体と接近させるため接触の可能性もあり、表面
硬度と機械的強度を大きくする必要がある。これらの要
求特性を満たす材料としてＳｉＯ，ＳｉＮ，ポリイミド
樹脂膜，フェノール樹脂膜，エポキシ樹脂膜のうち、１
種類または数種類を保護膜として形成する。この場合、
最も重要なことは、強磁性薄膜は２５０℃以上の熱エー
ジングではその特性に不可逆な変化を来すため、成膜す
る場合の加熱温度は３５０℃以下にしなければならず、
低融点ガラス等を保護膜として使用することはできな
い。加えて２００℃以上の耐熱性を確保するためにはフ
ェノール樹脂やエポキシ樹脂を使用することは不可能で
あった。また、ニッケル合金である強磁性薄膜２を腐食
せしめる不純物、例えばＮａ，Ｋａ，Ｃｌ等の保護膜材
料中の混入は、これを数ppm以下に抑える必要がある。
さらに、ポリイミド樹脂のような硬化時の収縮率の大き
な樹脂は、その収縮時に発生する応力によって、強磁性
薄膜パターンを切断したり磁気特性に影響を及ぼすた
め、前記強磁性薄膜２パターンに直接成膜することは不
可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在用いられている最
も一般的な構成は、図２に示すようにＳｉＯやＳｉＮ等
の無機膜６をスパッタリング法，ＣＶＤ法，真空蒸着法
等により形成し、前記無機膜６上にポリイミド樹脂５
（フェノール樹脂またはエポキシ樹脂も代用できる）を
スピンコート，ロールコートまたは印刷にて形成する。
この場合の弊害としては以下のものが挙げられる。 １．無機膜６を形成するためのスパッタリング法，ＣＶ
Ｄ法，真空蒸着法の装置の維持にかかるコストが大き
い。 ２．無機膜６を形成するための前記の工数が多く、コス
トの削減が困難である。 ３．無機膜６の形成にはクリーンルームを使用するた
め、換気等にコストがかかる。 ４．無機膜を形成する際に、基板を３００℃以上に加熱
するため、前記強磁性薄膜に直接及ぼす機械的ストレス
が非常に大きかった。
も一般的な構成は、図２に示すようにＳｉＯやＳｉＮ等
の無機膜６をスパッタリング法，ＣＶＤ法，真空蒸着法
等により形成し、前記無機膜６上にポリイミド樹脂５
（フェノール樹脂またはエポキシ樹脂も代用できる）を
スピンコート，ロールコートまたは印刷にて形成する。
この場合の弊害としては以下のものが挙げられる。 １．無機膜６を形成するためのスパッタリング法，ＣＶ
Ｄ法，真空蒸着法の装置の維持にかかるコストが大き
い。 ２．無機膜６を形成するための前記の工数が多く、コス
トの削減が困難である。 ３．無機膜６の形成にはクリーンルームを使用するた
め、換気等にコストがかかる。 ４．無機膜を形成する際に、基板を３００℃以上に加熱
するため、前記強磁性薄膜に直接及ぼす機械的ストレス
が非常に大きかった。
【０００５】また、図３に示すように前記金属アルコキ
シドを主成分とした無機高分子膜のみを樹脂膜７として
使用した場合には、以下のような欠点を持つ。 １．膜表面がポーラスであるために、耐湿性に難点があ
る。 ２．表面硬度が弱い。 ３．パターニングやダイシング等の加工ができない。
シドを主成分とした無機高分子膜のみを樹脂膜７として
使用した場合には、以下のような欠点を持つ。 １．膜表面がポーラスであるために、耐湿性に難点があ
る。 ２．表面硬度が弱い。 ３．パターニングやダイシング等の加工ができない。
【０００６】次に低コストの保護膜形成法としては、前
記フェノール樹脂膜，エポキシ樹脂膜を直接前記強磁性
薄膜２上に樹脂膜７として形成するという方法がある
が、この方法には以下の弊害がある。 １．樹脂の耐熱温度が１２０℃以下である。 ２．表面硬度，機械的強度が小さい。 ３．基板との密着強度が小さい。 ４．樹脂中にＮａ，Ｋａ，Ｃｌが含まれているため、前
記強磁性薄膜２を腐食させる恐れがある。
記フェノール樹脂膜，エポキシ樹脂膜を直接前記強磁性
薄膜２上に樹脂膜７として形成するという方法がある
が、この方法には以下の弊害がある。 １．樹脂の耐熱温度が１２０℃以下である。 ２．表面硬度，機械的強度が小さい。 ３．基板との密着強度が小さい。 ４．樹脂中にＮａ，Ｋａ，Ｃｌが含まれているため、前
記強磁性薄膜２を腐食させる恐れがある。
【０００７】以上の問題点を鑑みて、簡便で、耐熱性が
高く、表面硬度や機械的強度が大きい上に、不純物濃度
の低い保護膜を有した磁気抵抗素子を提供することを目
的とするものである。
高く、表面硬度や機械的強度が大きい上に、不純物濃度
の低い保護膜を有した磁気抵抗素子を提供することを目
的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板の表面に形成されたニッケル合金の強
磁性薄膜と、前記強磁性薄膜を保護する保護膜とを備
え、前記保護膜は金属アルコキシドを主原料とする無機
高分子コーティング膜硬化収縮率の大きい高耐熱樹脂膜
からなることを特徴とする磁気抵抗素子を提供するもの
である。
に本発明は、基板の表面に形成されたニッケル合金の強
磁性薄膜と、前記強磁性薄膜を保護する保護膜とを備
え、前記保護膜は金属アルコキシドを主原料とする無機
高分子コーティング膜硬化収縮率の大きい高耐熱樹脂膜
からなることを特徴とする磁気抵抗素子を提供するもの
である。
【０００９】
【作用】本発明によれば、金属アルコキシドは２００℃
以下で硬化させることによって無機高分子膜を形成する
ため、他の無機薄膜より簡便にかつ磁気抵抗薄膜に及ぼ
す熱ストレスや機械的ストレスなしに成膜することがで
きる。この無機高分子膜をバッファーコートに用いて、
ポリイミド膜のような硬化収縮率の大きい高耐熱樹脂膜
を上から成膜して、耐湿性と表面硬度を向上させる。
以下で硬化させることによって無機高分子膜を形成する
ため、他の無機薄膜より簡便にかつ磁気抵抗薄膜に及ぼ
す熱ストレスや機械的ストレスなしに成膜することがで
きる。この無機高分子膜をバッファーコートに用いて、
ポリイミド膜のような硬化収縮率の大きい高耐熱樹脂膜
を上から成膜して、耐湿性と表面硬度を向上させる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例の磁気抵抗素子を添
付の図面を用いて説明する。
付の図面を用いて説明する。
【００１１】図１において、１１は幅５mm，長さ１０m
m，厚さ０．５mmのほう珪酸ガラスからなる基板であ
り、１２はスパッタリングにて５００Å着膜してスパッ
タエッチングにて幅２mm，長さ５mmとなるようにパター
ン形成した強磁性薄膜であり、基板１１の中央部に形成
されている。１３はこの強磁性薄膜１２と接続されるリ
ード線引出し用の電極、１４は強磁性薄膜をを被覆する
金属アルコキシドを原料とする膜厚約５μｍの無機高分
子の保護膜、１５は膜厚約５μｍのポリイミドからなる
高耐熱樹脂膜である。ここで無機高分子の保護膜１４は
スプレーにて塗布した後、２００℃にて硬化させて成膜
した。また高耐熱樹脂１５は、スピンコートにて塗布し
た後、２５０℃にて硬化して成膜した。図１の構成によ
る本実施例の保護膜材料を変えたものと従来例の耐熱性
を示したものを（表１）に、耐湿性を比較したものを
（表２）に、密着性を比較したものを（表３）に示す。
ここで耐熱性は１０００時間放置した際に膜表面に亀裂
が入っていないことが確認できる最高温度にて比較し、
耐湿性は１２１℃，２atmの条件下でＰＣＴ試験を行い
剥離しない時間で比較し、密着性は１cm2での剥離強度
にて比較した。
m，厚さ０．５mmのほう珪酸ガラスからなる基板であ
り、１２はスパッタリングにて５００Å着膜してスパッ
タエッチングにて幅２mm，長さ５mmとなるようにパター
ン形成した強磁性薄膜であり、基板１１の中央部に形成
されている。１３はこの強磁性薄膜１２と接続されるリ
ード線引出し用の電極、１４は強磁性薄膜をを被覆する
金属アルコキシドを原料とする膜厚約５μｍの無機高分
子の保護膜、１５は膜厚約５μｍのポリイミドからなる
高耐熱樹脂膜である。ここで無機高分子の保護膜１４は
スプレーにて塗布した後、２００℃にて硬化させて成膜
した。また高耐熱樹脂１５は、スピンコートにて塗布し
た後、２５０℃にて硬化して成膜した。図１の構成によ
る本実施例の保護膜材料を変えたものと従来例の耐熱性
を示したものを（表１）に、耐湿性を比較したものを
（表２）に、密着性を比較したものを（表３）に示す。
ここで耐熱性は１０００時間放置した際に膜表面に亀裂
が入っていないことが確認できる最高温度にて比較し、
耐湿性は１２１℃，２atmの条件下でＰＣＴ試験を行い
剥離しない時間で比較し、密着性は１cm2での剥離強度
にて比較した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】これによると、上記の形状にて耐熱温度は
すべて２５０℃以上であり、従来例のＳｉＮからなる無
機膜のものと比較して、密着強度は１．９倍以上、耐湿
性は２倍以上であった。また保護膜形成に係るトータル
コストは１／３以下であった。また従来例のエポキシ，
フェノールからなる樹脂膜のものと比較して密着強度は
１．５倍以上、耐湿性は４倍以上、表面硬度は１．５倍
以上であった。
すべて２５０℃以上であり、従来例のＳｉＮからなる無
機膜のものと比較して、密着強度は１．９倍以上、耐湿
性は２倍以上であった。また保護膜形成に係るトータル
コストは１／３以下であった。また従来例のエポキシ，
フェノールからなる樹脂膜のものと比較して密着強度は
１．５倍以上、耐湿性は４倍以上、表面硬度は１．５倍
以上であった。
【００１６】また図４は、実施例と従来例の磁気抵抗特
性を示したもので、（ａ）は保護膜の無い状態、（ｂ）
は従来例のエポキシ樹脂を成膜したもの、（ｃ）は従来
例のポリイミド樹脂を成膜したもの、（ｄ）は本実施例
であるところの金属アルコキシドを主成分とする無機高
分子の保護膜１４の上から高耐熱樹脂１５を成膜したも
のの磁気抵抗特性を示したものである。ここで横軸は磁
場を示し、縦軸は抵抗値変化率を示している。これによ
ると、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を直接磁気抵抗薄
膜に塗布したものは、磁気抵抗特性が劣化しているが、
本実施例であるところの金属アルコキシドを主成分とす
る無機高分子の保護膜１４をアンダーコートした上に高
耐熱保護膜１５を成膜したものは全く劣化していないこ
とが判る。
性を示したもので、（ａ）は保護膜の無い状態、（ｂ）
は従来例のエポキシ樹脂を成膜したもの、（ｃ）は従来
例のポリイミド樹脂を成膜したもの、（ｄ）は本実施例
であるところの金属アルコキシドを主成分とする無機高
分子の保護膜１４の上から高耐熱樹脂１５を成膜したも
のの磁気抵抗特性を示したものである。ここで横軸は磁
場を示し、縦軸は抵抗値変化率を示している。これによ
ると、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を直接磁気抵抗薄
膜に塗布したものは、磁気抵抗特性が劣化しているが、
本実施例であるところの金属アルコキシドを主成分とす
る無機高分子の保護膜１４をアンダーコートした上に高
耐熱保護膜１５を成膜したものは全く劣化していないこ
とが判る。
【００１７】以上に説明したごとく、本実施例によれ
ば、 １．樹脂膜では得られなかった２００℃以上の耐熱性を
確保できる。 ２．樹脂膜や従来の無機薄膜では得られなかった密着強
度，表面硬度を確保できる。 ３．樹脂膜では達成できなかったＮａ，Ｋａ，Ｃｌを数
ppm以下に抑えることができる。 ４．無機薄膜より大幅にコストダウンできる。 ５．無機薄膜およびポリイミド膜では達成できなかっ
た、下地に成膜された強磁性抵抗薄膜への熱的，機械的
ストレスを大幅に軽減できる。 ６．耐湿性を大幅に向上できる。
ば、 １．樹脂膜では得られなかった２００℃以上の耐熱性を
確保できる。 ２．樹脂膜や従来の無機薄膜では得られなかった密着強
度，表面硬度を確保できる。 ３．樹脂膜では達成できなかったＮａ，Ｋａ，Ｃｌを数
ppm以下に抑えることができる。 ４．無機薄膜より大幅にコストダウンできる。 ５．無機薄膜およびポリイミド膜では達成できなかっ
た、下地に成膜された強磁性抵抗薄膜への熱的，機械的
ストレスを大幅に軽減できる。 ６．耐湿性を大幅に向上できる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、耐熱性
が高く、表面硬度や機械的強度が大きい上に、不純物濃
度の低い保護膜を有した磁気抵抗素子を提供することが
できる。
が高く、表面硬度や機械的強度が大きい上に、不純物濃
度の低い保護膜を有した磁気抵抗素子を提供することが
できる。
【図１】本発明の一実施例の磁気抵抗素子を示す断面図
【図２】従来の保護膜として無機膜とポリイミド膜を使
用した磁気抵抗素子を示す断面図
用した磁気抵抗素子を示す断面図
【図３】従来の保護膜としてフェノールまたはエポキシ
樹脂膜を使用した磁気抵抗素子を示す断面図
樹脂膜を使用した磁気抵抗素子を示す断面図
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本実施例と従来例の磁気抵抗
素子の磁気抵抗特性を示す特性図
素子の磁気抵抗特性を示す特性図
１１ 基板 １２ 強磁性薄膜 １３ 電極 １４ 無機高分子の保護膜 １５ 高耐熱保護膜
Claims (1)
- 【請求項１】基板の表面に形成されたニッケル合金の強
磁性薄膜と、前記強磁性薄膜を保護する保護膜とを備
え、前記保護膜は金属アルコキシドを主原料とする無機
高分子コーティング膜と、硬化収縮率の大きい高耐熱保
護膜からなることを特徴とする磁気抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247538A JPH0590660A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 磁気抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247538A JPH0590660A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 磁気抵抗素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590660A true JPH0590660A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17164991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3247538A Pending JPH0590660A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 磁気抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590660A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07226547A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-08-22 | Nec Corp | 磁気抵抗素子とその製造方法 |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP3247538A patent/JPH0590660A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07226547A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-08-22 | Nec Corp | 磁気抵抗素子とその製造方法 |
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