JPH0894728A - 磁界センサーと磁界センサーの製造方法 - Google Patents

磁界センサーと磁界センサーの製造方法

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JPH0894728A
JPH0894728A JP6253021A JP25302194A JPH0894728A JP H0894728 A JPH0894728 A JP H0894728A JP 6253021 A JP6253021 A JP 6253021A JP 25302194 A JP25302194 A JP 25302194A JP H0894728 A JPH0894728 A JP H0894728A
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JP
Japan
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core
magnetic flux
thin film
magnetic
converging
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JP6253021A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Endo
哲雄 遠藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】基板に対して磁束収束用のコアの組み立てる際
に高い位置合せ精度が不要であり、低コストで精度の高
い磁界センサーを提供すること。 【構成】バルクで作成され、バイアス磁界発生用のコイ
ル30,32がそれぞれ巻かれた磁束を収束するための
第1の磁束収束用コア20と第2の磁束収束用コア24
と、第1の磁束収束用コア20が接合された第1の薄膜
の磁束収束用コア12と、第2の磁束収束用コア24が
接合された第2の薄膜の磁束収束用用コア14を有する
基板10と、第1の薄膜の磁束収束用用コア12と第2
の薄膜の磁束収束用用コア14の間に形成された磁気ギ
ャップGにおいて基板10に形成された磁気抵抗効果素
子16とからなる磁界センサー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地磁気や金属板の欠陥
検出等非常に微小な磁束変化を検出するための磁界セン
サーの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地磁気や金属板の欠陥検出等非常に微小
な磁束変化を検出する磁界センサーは、図2に示すよう
な構造になっている。図2において、基板1の上には磁
気抵抗効果素子2が形成されている。基板1の上には、
2つの磁束収束用のコア3,4が位置決めして接合され
るようになっている。各磁束収束用のコア3,4にはそ
れぞれバイアス磁界用のコイル5,6が巻かれている。
【0003】磁束収束用のコア3,4の間には、コアの
磁気ギャップGOが形成される。この磁気ギャップGO
の中央位置に対応して、基板1の上に磁気抵抗効果素子
2が形成されるようになっている。このような構成の従
来の磁界センサーは、必要な磁界変化の検出感度を得る
ために、バイアス磁界用のコイル5,6の巻数を100
0ないし10000回にしたり、磁束収束用のコア3,
4を用いている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、バイアス磁
界用のコイル5,6の巻数を大きくする場合には、コイ
ルの外径が線径等で制限されて小型化に限度がある。ま
た空振コイルを採用すると、磁束の方向や位置分解能が
低い。磁束収束用のコア3,4を用いる場合には磁界変
化の検出感度は上がるのであるが、コアの磁気ギャップ
GOとその間に形成された磁気抵抗効果素子2の位置ず
れによって、磁束の方向や位置精度が大きく変動する。
すなわち、磁束収束用のコア3,4を基板1に接合する
際に、磁気抵抗効果素子2に対して磁束収束用のコア
3,4の位置ずれが生じ、この位置ずれによって磁束の
方向や位置精度が大きく変動してしまう。さらに、コア
の磁気ギャップGを小さくすることができないので、バ
イアス磁界印加の効率が悪く、消費電力が大きい。
【0005】そこで本発明は上記課題を解消するために
なされたものであり、基板に対して磁束収束用のコアの
組み立てる際に高い位置合せ精度が不要であり、低コス
トで精度の高い磁界センサーを提供することを目的とし
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第1の発明
にあっては、バルクで作成され、バイアス磁界発生用の
コイルが巻かれた磁束を収束するための第1の磁束収束
用コアと、バルクで作成され、バイアス磁界発生用のコ
イルが巻かれた磁束を収束するための第2の磁束収束用
コアと、前記第1の磁束収束用コアが接合された第1の
薄膜の磁束収束用コアと、前記第2の磁束収束用コアが
接合された第2の薄膜の磁束収束用コアを有する基板
と、前記第1の薄膜の磁束収束用コアと、前記第2の薄
膜の磁束収束用コアの間に形成された磁気ギャップにお
いて、前記基板に形成された磁気抵抗効果素子と、から
なる磁界センサーにより、達成される。第1の発明で
は、好ましくは前記磁気ギャップは、5μm以上50μ
m以下である。上記目的は、第2の発明にあっては、バ
ルク製の第1の磁束収束用コアとバルク製の第2の磁束
収束用コアにそれぞれバイアス磁界発生用のコイルを巻
くステップと、基板に対して、第1の薄膜の磁束収束用
のコアと第2の薄膜の磁束収束用のコアおよび前記第1
の薄膜の磁束収束用のコアと前記第2の薄膜の磁束収束
用のコアの磁気ギャップの位置に磁気抵抗効果素子を薄
膜形成するステップと、前記第1の薄膜の磁束収束用の
コアと前記第2の薄膜の磁束収束用のコアに、それぞれ
前記第1の磁束収束用コアと前記第2の磁束収束用コア
を接合するステップと、からなる磁界センサーの製造方
法により、達成される。
【0007】
【作用】上記構成によれば、第1の発明では、バルク製
の第1の磁束収束用コアと第2の磁束収束用コアのコイ
ルは、磁気抵抗効果素子に対して、バイアス磁界を与え
て、磁気変化の検出感度の良好な所で磁気抵抗効果素子
を動作させる。第1の磁束収束用コアは基板上の第1の
薄膜の磁束収束用コアに対して接合され、第2の磁束収
束用コアは基板上の第2の薄膜の磁束収束用コアに重ね
て接合されている。第1の薄膜の磁束収束用コアと第2
の薄膜の磁束収束用コアそして磁気抵抗効果素子は、基
板上に薄膜技術により高い位置精度で形成されている。
第1の発明では、好ましくは磁気ギャップの幅が5μm
よりも小さいと、磁気抵抗効果素子を薄膜技術により形
成する際の磁気抵抗効果素子の幅と、磁気抵抗効果素子
と第1と第2の薄膜の磁束収束用のコアとの間隔を得る
ことが難しくなる。また、磁気ギャップの幅が50μm
よりも大きいと、薄膜の磁束収束用のコアの磁気変化の
検出感度が悪くなるとともに、バイアス磁界をコイルに
より与えることが難しくなる。第2の発明では、バルク
製の第1の磁束収束用コアと第2の磁束収束用コアにそ
れぞれバイアス磁界発生用のコイルを巻く。第1の薄膜
の磁束収束用のコアと第2の薄膜の磁束収束用のコアお
よび第1の薄膜の磁束収束用のコアと第2の薄膜の磁束
収束用のコアの磁気ギャップの位置に磁気抵抗効果素子
は、薄膜技術により高い位置精度で基板に対して形成す
る。第1の薄膜の磁束収束用のコアと第2の薄膜の磁束
収束用のコアに、それぞれ第1の磁束収束用コアと第2
の磁束収束用コアを接合する。このようにして、磁気回
路が形成される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。
【0009】図1は、本発明の磁界センサーの好ましい
実施例を示している。磁界センサーは、磁気抵抗効果型
センサーともいう。図1において基板10の一方の面
(図1においては上面)に対して、第1の薄膜の磁束収
束用のコア12と第2の薄膜の磁束収束用のコア14、
および磁気抵抗効果素子16が、薄膜技術により高い位
置精度で形成されている。第1の薄膜の磁束収束用のコ
ア12と第2の薄膜の磁束収束用のコア14は、たとえ
ばパーマロイにより作られている。磁気抵抗効果素子1
6は、たとえばパーマロイにより作られている。薄膜の
磁束収束用のコア12,14の間には、コアの磁気ギャ
ップGが形成されている。このコアの磁気ギャップGの
好ましくは中央に、磁気抵抗効果素子16が位置決めし
て形成されている。
【0010】これら薄膜の磁束収束用のコア12,14
および磁気抵抗効果素子16は、薄膜技術を用いて高い
位置精度で基板10の上面に形成されている。このよう
に薄膜技術を用いるのは、位置精度が出しやすいからで
あり、薄膜の磁束収束用のコア12,14間のコアの磁
気ギャップGを正確に設定することができるとともに、
薄膜の磁束収束用のコア12,14を磁気抵抗効果素子
16に対して高い位置精度で位置決めすることができる
からである。
【0011】第1の薄膜の磁束収束用のコア12の上に
は、第1の磁束収束用のコア20が接合されている。同
様にして第2の薄膜の磁束収束用のコア14の上には、
第2の磁束収束用のコア24が接合されている。第1の
磁束収束用のコア20には、バイアス磁界用のコイル3
0が所定回数巻かれている。同様にして第2の磁束収束
用のコア24にはバイアス磁界用のコイル32が所定回
数巻かれている。磁束収束用のコア20,24は、フェ
ライトのようなバルク(固まり)で形成されている。こ
のように、磁束収束用のコア20,24がバルクで形成
されているのは、コイル30,32の巻線が容易である
からである。このバイアス磁界用のコイル30,32
は、磁気抵抗効果素子(MR素子)16に対して、適正
な動作点を与えるために、つまり磁気抵抗効果素子16
が磁気変化の検出感度の最良の所で動作するように、バ
イアス磁界を与える働きをする。
【0012】このようにして薄膜の磁束収束用のコア1
2,14が基板10に対して高い位置精度で薄膜技術を
用いて形成されていると共に、同様にして磁気抵抗効果
素子16も薄膜技術を用いて高い位置精度で磁気ギャッ
プGに対応する位置の中央に形成されている。そして、
第1の磁束収束用のコア20が第1の薄膜の磁束収束用
のコア12の上面に正確に位置決めして固定されている
と共に、第2の磁束収束用のコア24が第2の薄膜の磁
束収束用のコア14の上面に正確に位置決めして固定さ
れている。
【0013】次に図1に示す本発明の磁界センサーの製
造方法を説明する。磁束収束用のコア20,24を、た
とえばフェライトのバルクにより形成する。バイアス磁
界用のコイル30,32を、磁束収束用のコア20,2
4にそれぞれ必要回数巻く。基板10の上面に対して、
薄膜の磁束収束用のコア12,14を磁気ギャップGを
形成するようにして薄膜技術により形成するとともに、
薄膜の磁束収束用のコア12,14の間の磁気ギャップ
Gに磁気抵抗効果素子16を薄膜技術により形成する。
【0014】磁気抵抗効果素子16と薄膜の磁束収束用
のコア12,14は、基板10の同じ面(上面)に、薄
膜技術により形成する。第1の薄膜の磁束収束用のコア
12に対して、第1の磁束収束用のコア20を重ねて接
合し、第2の薄膜の磁束収束用のコア14に対して、磁
束収束用のコア24を重ねて接合することにより、磁気
回路を形成する。このように、磁界収束用のコア20,
24と基板10側の薄膜の磁界収束用のコア12,14
を接合して組合せることにより、高感度な磁界センサー
を作ることができる。
【0015】ところで、コアの磁気ギャップGの幅は、
好ましくは5μmないし50μmの範囲である。磁気ギ
ャップGの幅が5μmよりも小さいと、磁気抵抗効果素
子16を薄膜技術により形成する際の磁気抵抗効果素子
16の幅と、磁気抵抗効果素子16と薄膜の磁束収束用
のコア12,14との間隔を得ることが難しくなる。ま
た、磁気ギャップGの幅が50μmよりも大きいと、薄
膜の磁束収束用のコア12,14の磁気変化の検出感度
が悪くなるとともに、バイアス磁界をコイル30,32
により与えることが難しくなる。磁気ギャップGの幅
は、好ましくは機械加工ではこのギャップGの形成が困
難であり、薄膜技術で形成するのは容易である範囲であ
る。
【0016】上述した実施例においては、バルクの磁界
収束用のコア20,24および薄膜の磁界収束用のコア
12,14を高い位置決め精度で接合して組立てること
ができる。従って、低コストで高い検出精度の磁界セン
サーが得られる。このバイアス磁界用のコイル30,3
2の作製が、薄膜でコイルを形成するのに比べて、非常
に多数回の巻数を容易に行え、低消費電力となる。薄膜
の磁束収束用のコア12,14とバルクの磁界収束用の
コア20,24、そして磁気抵抗効果素子16は、振動
や経時変化によって位置ずれしにくく、磁界の方向や位
置精度が変動するのを抑えることができる。
【0017】本発明は、磁気抵抗効果素子を用いた磁界
センサーの構造に関するのもである。磁界を収束するた
めのコアをバルクで形成し、バイアス磁界発生用のコイ
ルを巻く。次に、磁界検出のための薄膜コアと磁気ギャ
ップおよびその間に形成された磁気抵抗効果素子を、薄
膜技術で作製する。そして、これらのバルク製のコアと
薄膜コアを組み合わせて高感度の磁界センサーを作製す
ることができる。薄膜の磁束収束用のコア12,14を
用いることにより、図1のコアの磁気ギャップGを、図
2の従来の磁気ギャップGOに比べて小さくすることが
でき、コイル30,32によるバイアス磁界印加効率を
上げて、消費電力を下げることができる。
【0018】たとえば、本発明の磁界センサは、たとえ
ば時計に組み込まれて方位センサーとして用いることが
できる。ところで本発明は上記実施例に限定されない。
たとえば、磁束収束用のコア20,24の形状や基板1
0の形状あるいは各要素の材質などは、図1の実施例に
限定されない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
い位置合せ精度が不要であり、低コストで精度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁界センサーの好ましい実施例を示す
図。
【図2】従来の磁界センサーを示す図。
【符号の説明】
10 基板 12 第1の薄膜の磁界収束用のコア 14 第2の薄膜の磁界収束用のコア 16 磁気抵抗効果素子 20 第1の磁界収束用のコア(バルクコア) 24 第2の磁界収束用のコア(バルクコア) 30 バイアス磁界用のコイル 32 バイアス磁界用のコイル G コアの磁気ギャップ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルクで作成され、バイアス磁界発生用
    のコイルが巻かれた磁束を収束するための第1の磁束収
    束用コアと、 バルクで作成され、バイアス磁界発生用のコイルが巻か
    れた磁束を収束するための第2の磁束収束用コアと、 前記第1の磁束収束用コアが接合された第1の薄膜の磁
    束収束用コアと、前記第2の磁束収束用コアが接合され
    た第2の薄膜の磁束収束用コアを有する基板と、 前記第1の薄膜の磁束収束用コアと、前記第2の薄膜の
    磁束収束用コアの間に形成された磁気ギャップにおい
    て、前記基板に形成された磁気抵抗効果素子と、からな
    ることを特徴とする磁界センサー。
  2. 【請求項2】 前記磁気ギャップは、5μm以上50μ
    m以下である請求項1に記載の磁界センサー。
  3. 【請求項3】 バルク製の第1の磁束収束用コアとバル
    ク製の第2の磁束収束用コアにそれぞれバイアス磁界発
    生用のコイルを巻くステップと、 基板に対して、第1の薄膜の磁束収束用のコアと第2の
    薄膜の磁束収束用のコアおよび前記第1の薄膜の磁束収
    束用のコアと前記第2の薄膜の磁束収束用のコアの磁気
    ギャップの位置に磁気抵抗効果素子を薄膜形成するステ
    ップと、 前記第1の薄膜の磁束収束用のコアと前記第2の薄膜の
    磁束収束用のコアに、それぞれ前記第1の磁束収束用コ
    アと前記第2の磁束収束用コアを接合するステップと、
    からなることを特徴とする磁界センサーの製造方法。
JP6253021A 1994-09-21 1994-09-21 磁界センサーと磁界センサーの製造方法 Pending JPH0894728A (ja)

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