JPH09106914A - アモルファス磁性体とこれを用いた磁気センサ - Google Patents
アモルファス磁性体とこれを用いた磁気センサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アモルファス磁性体の半田付け状態に依存せ
ずに磁性体の磁界検出有効長Ｌeffが一定である磁界検
出部を有する磁気センサとそれに用いるアモルファス磁
性体を提供する。 【解決手段】 表面の２箇所以上に非磁性の導体材料を
コーティングして電極部を形成し、該電極間距離で検出
部の有効長を規定した磁気センサ用アモルファス磁性
体、及び、このアモルファス磁性体を検出部に用いた磁
気センサ。
ずに磁性体の磁界検出有効長Ｌeffが一定である磁界検
出部を有する磁気センサとそれに用いるアモルファス磁
性体を提供する。 【解決手段】 表面の２箇所以上に非磁性の導体材料を
コーティングして電極部を形成し、該電極間距離で検出
部の有効長を規定した磁気センサ用アモルファス磁性
体、及び、このアモルファス磁性体を検出部に用いた磁
気センサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に電極を設け
た、ワイヤ状、リボン状、薄膜状等のアモルファス磁性
体と、これを磁界検出部に用いた磁気センサに関する。
た、ワイヤ状、リボン状、薄膜状等のアモルファス磁性
体と、これを磁界検出部に用いた磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系等の組成が知ら
れるアモルファス磁性体は、ＭＩ（Magnetic−Impedanc
e）効果を応用して、磁気センサの検出部などに用いら
れている。このアモルファス磁性体を用いた磁気センサ
は、地磁気等の極微小な磁界の変化を検出するもので、
従来の磁気センサより小型、軽量かつ安価となるため、
最近注目されている。
れるアモルファス磁性体は、ＭＩ（Magnetic−Impedanc
e）効果を応用して、磁気センサの検出部などに用いら
れている。このアモルファス磁性体を用いた磁気センサ
は、地磁気等の極微小な磁界の変化を検出するもので、
従来の磁気センサより小型、軽量かつ安価となるため、
最近注目されている。
【０００３】図５は従来のアモルファス磁性体ワイヤを
用いた磁界検出部１１の構成図である。アモルファス磁
性体ワイヤ１は、半田２で基板３上のワイヤ用電極４に
接続されている。バイアス磁界を印加するコイル５は、
前記アモルファス磁性体ワイヤ１を囲んでいる。このコ
イル５は、アモルファス磁性体ワイヤ１と同様に半田２
で基板３上のコイル用電極６に接続されている。
用いた磁界検出部１１の構成図である。アモルファス磁
性体ワイヤ１は、半田２で基板３上のワイヤ用電極４に
接続されている。バイアス磁界を印加するコイル５は、
前記アモルファス磁性体ワイヤ１を囲んでいる。このコ
イル５は、アモルファス磁性体ワイヤ１と同様に半田２
で基板３上のコイル用電極６に接続されている。
【０００４】図６に従来の磁気センサ１０１を示す。従
来の磁気センサ１０１は、磁界検出部１１と信号処理回
路３０とで構成され、信号処理回路３０は、コイル駆動
回路２０、ワイヤ駆動回路２１、直流変換回路２２、増
幅回路２３から構成される。
来の磁気センサ１０１は、磁界検出部１１と信号処理回
路３０とで構成され、信号処理回路３０は、コイル駆動
回路２０、ワイヤ駆動回路２１、直流変換回路２２、増
幅回路２３から構成される。
【０００５】コイル駆動回路２０は、コイル５に接続さ
れ、コイルが発生する磁界を制御する。ワイヤ駆動回路
２１は、アモルファス磁性体ワイヤ１の両端に接続さ
れ、アモルファス磁性体ワイヤ１を駆動する。さらにア
モルファス磁性体ワイヤ１は直流変換回路２２へ接続さ
れ、直流変換回路２２でアモルファス磁性体ワイヤ１の
インピーダンスを直流電圧信号として取り出し、増幅回
路２３で増幅している。
れ、コイルが発生する磁界を制御する。ワイヤ駆動回路
２１は、アモルファス磁性体ワイヤ１の両端に接続さ
れ、アモルファス磁性体ワイヤ１を駆動する。さらにア
モルファス磁性体ワイヤ１は直流変換回路２２へ接続さ
れ、直流変換回路２２でアモルファス磁性体ワイヤ１の
インピーダンスを直流電圧信号として取り出し、増幅回
路２３で増幅している。
【０００６】図３は横軸をアモルファス磁性体ワイヤ１
周囲の磁界の大きさ、縦軸をアモルファス磁性体ワイヤ
１のインピーダンスにとったグラフである。図３に示す
ように、アモルファス磁性体ワイヤ１は、磁界によって
そのインピーダンスが変化する性質を有している。図６
に示した磁気センサ１０１では、アモルファス磁性体ワ
イヤ１のインピーダンスの変化から磁界を検出する構造
となっている。
周囲の磁界の大きさ、縦軸をアモルファス磁性体ワイヤ
１のインピーダンスにとったグラフである。図３に示す
ように、アモルファス磁性体ワイヤ１は、磁界によって
そのインピーダンスが変化する性質を有している。図６
に示した磁気センサ１０１では、アモルファス磁性体ワ
イヤ１のインピーダンスの変化から磁界を検出する構造
となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の磁界検
出部１１は、アモルファス磁性体ワイヤ１と電極４とを
半田２で導通を取る構造となっている。この構造では、
アモルファス磁性体ワイヤ１の半田濡れ性が悪いため、
アモルファス磁性体ワイヤ１の磁界を検出する有効的な
長さ（以下、「磁界検出有効長」という。）Ｌeffが半
田付け状態によって変化する欠点を有している。
出部１１は、アモルファス磁性体ワイヤ１と電極４とを
半田２で導通を取る構造となっている。この構造では、
アモルファス磁性体ワイヤ１の半田濡れ性が悪いため、
アモルファス磁性体ワイヤ１の磁界を検出する有効的な
長さ（以下、「磁界検出有効長」という。）Ｌeffが半
田付け状態によって変化する欠点を有している。
【０００８】例えば、電極間距離Ｌacを４.００ｍｍと
してアモルファス磁性体ワイヤ１をワイヤ電極４に接続
した場合、磁界検出部の抵抗に２０％程度のばらつきが
ある。このような磁界検出部を磁気センサに用いた場
合、センサ出力は、磁界検出部の抵抗のばらつきによっ
てその出力が変化し、このため、ワイヤばらつきを検出
しているのか磁界量を検出しているの区別がつかないと
いった問題があった。
してアモルファス磁性体ワイヤ１をワイヤ電極４に接続
した場合、磁界検出部の抵抗に２０％程度のばらつきが
ある。このような磁界検出部を磁気センサに用いた場
合、センサ出力は、磁界検出部の抵抗のばらつきによっ
てその出力が変化し、このため、ワイヤばらつきを検出
しているのか磁界量を検出しているの区別がつかないと
いった問題があった。
【０００９】本発明は、このような従来の磁気センサの
問題に鑑みてなされたものであり、アモルファス磁性体
の半田付け状態に依存せず磁性体の磁界検出有効長Ｌ
effが一定である磁界検出部を有する磁気センサと、そ
れに用いるアモルファス磁性体を提供することを目的と
する。
問題に鑑みてなされたものであり、アモルファス磁性体
の半田付け状態に依存せず磁性体の磁界検出有効長Ｌ
effが一定である磁界検出部を有する磁気センサと、そ
れに用いるアモルファス磁性体を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る磁気センサ用アモルファス磁性体は、
表面の２箇所以上に非磁性の導体材料をコーティングし
て電極部を形成し、該電極間距離で検出部の有効長を規
定した点に特徴がある。また、これを前提として更に、
アモルファス磁性体への非磁性の導体材料のコーティン
グをメッキ法、又は、蒸着法、又は、スパッタ法、又
は、イオンプレーティング法、又は、スクリーン印刷法
で行ったことを特徴とする。また、前記電極部の形成を
スクリーン印刷法、又は、エッチング法、又は、リフト
オフ法で行ったことを特徴とする。更に、本発明に係る
磁気センサは、上記いずれかのアモルファス磁性体を検
出部に用いた点に特徴がある。
め、本発明に係る磁気センサ用アモルファス磁性体は、
表面の２箇所以上に非磁性の導体材料をコーティングし
て電極部を形成し、該電極間距離で検出部の有効長を規
定した点に特徴がある。また、これを前提として更に、
アモルファス磁性体への非磁性の導体材料のコーティン
グをメッキ法、又は、蒸着法、又は、スパッタ法、又
は、イオンプレーティング法、又は、スクリーン印刷法
で行ったことを特徴とする。また、前記電極部の形成を
スクリーン印刷法、又は、エッチング法、又は、リフト
オフ法で行ったことを特徴とする。更に、本発明に係る
磁気センサは、上記いずれかのアモルファス磁性体を検
出部に用いた点に特徴がある。
【００１１】なお、本発明のアモルファス磁性体は磁気
センサのみならず、近接センサにも用いることができ
る。
センサのみならず、近接センサにも用いることができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のアモルファス磁
性体を用いた磁気センサの磁界検出部の一実施形態の構
成図である。アモルファス磁性体ワイヤ１には、メッキ
法により非磁性導体の電極７が形成されている。アモル
ファス磁性体ワイヤ１は、非磁性導体の電極７を介して
半田２で基板３上のワイヤ用電極４に接続されている。
アモルファス磁性体ワイヤ１はバイアス磁界を印加する
コイル５の中心を貫いている。このコイル５は、アモル
ファス磁性体ワイヤ１と同様に半田２で基板３上のコイ
ル用電極６に接続されている。
性体を用いた磁気センサの磁界検出部の一実施形態の構
成図である。アモルファス磁性体ワイヤ１には、メッキ
法により非磁性導体の電極７が形成されている。アモル
ファス磁性体ワイヤ１は、非磁性導体の電極７を介して
半田２で基板３上のワイヤ用電極４に接続されている。
アモルファス磁性体ワイヤ１はバイアス磁界を印加する
コイル５の中心を貫いている。このコイル５は、アモル
ファス磁性体ワイヤ１と同様に半田２で基板３上のコイ
ル用電極６に接続されている。
【００１３】図２は、本発明の磁気センサの一実施形態
の構成図である。磁気センサ１００は、磁界検出部１０
と信号処理回路３０とで構成されている。信号処理回路
３０は、コイル駆動回路２０、ワイヤ駆動回路２１、直
流変換回路２２、増幅回路２３から構成される。コイル
駆動回路２０は、コイル５に接続されており、コイルで
発生させる磁界を制御している。ワイヤ駆動回路２１
は、アモルファス磁性体ワイヤ１の両端に接続されてお
り、アモルファス磁性体ワイヤを駆動している。さらに
アモルファス磁性体ワイヤ１は直流変換回路２２へ接続
され、直流変換回路２２でアモルファス磁性体ワイヤ１
のインピーダンスを直流電圧信号として取り出し、増幅
回路２３で増幅している。
の構成図である。磁気センサ１００は、磁界検出部１０
と信号処理回路３０とで構成されている。信号処理回路
３０は、コイル駆動回路２０、ワイヤ駆動回路２１、直
流変換回路２２、増幅回路２３から構成される。コイル
駆動回路２０は、コイル５に接続されており、コイルで
発生させる磁界を制御している。ワイヤ駆動回路２１
は、アモルファス磁性体ワイヤ１の両端に接続されてお
り、アモルファス磁性体ワイヤを駆動している。さらに
アモルファス磁性体ワイヤ１は直流変換回路２２へ接続
され、直流変換回路２２でアモルファス磁性体ワイヤ１
のインピーダンスを直流電圧信号として取り出し、増幅
回路２３で増幅している。
【００１４】アモルファス磁性体ワイヤ１は、図３示し
たように磁界によってそのインピーダンスを変化させる
性質を有するので、図２に示した磁気センサ１００で
も、アモルファス磁性体ワイヤインピーダンスの変化か
ら磁界を検出する構造としている。
たように磁界によってそのインピーダンスを変化させる
性質を有するので、図２に示した磁気センサ１００で
も、アモルファス磁性体ワイヤインピーダンスの変化か
ら磁界を検出する構造としている。
【００１５】本発明のアモルファス磁性体は、非磁性の
導体材料からなる電極が形成されており、磁界検出有効
長Ｌeffが規定されている。また、本発明の磁気センサ
は、非磁性導体の電極で磁界検出有効長Ｌeffを規定し
たアモルファス磁性体を用いている。このため、アモル
ファス磁性体ワイヤ１の磁界検出有効長Ｌeffは、電極
間隔Ｌcoの精度に依存する。電極間隔Ｌcoは、従来のフ
ォトリソグラフィー技術を用いることにより数μｍ程度
の精度で形成できる。従って、図１示した磁界検出部１
０にアモルファス磁性体ワイヤ１を組み込んでも、アモ
ルファス磁性体ワイヤ１の磁界検出有効長Ｌeffは数μ
ｍの精度で規定できる。
導体材料からなる電極が形成されており、磁界検出有効
長Ｌeffが規定されている。また、本発明の磁気センサ
は、非磁性導体の電極で磁界検出有効長Ｌeffを規定し
たアモルファス磁性体を用いている。このため、アモル
ファス磁性体ワイヤ１の磁界検出有効長Ｌeffは、電極
間隔Ｌcoの精度に依存する。電極間隔Ｌcoは、従来のフ
ォトリソグラフィー技術を用いることにより数μｍ程度
の精度で形成できる。従って、図１示した磁界検出部１
０にアモルファス磁性体ワイヤ１を組み込んでも、アモ
ルファス磁性体ワイヤ１の磁界検出有効長Ｌeffは数μ
ｍの精度で規定できる。
【００１６】本発明で用いる非磁性の導体材料には、
銅、金、銀、白金、アルミニウム、真鍮、もしくはこれ
らの合金等がある。
銅、金、銀、白金、アルミニウム、真鍮、もしくはこれ
らの合金等がある。
【００１７】非磁性の導体材料のコーティングにおける
メッキ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング
法、スクリーン印刷法はいずれも公知の方法を用いるこ
とができる。また、電極部の形成におけるスクリーン印
刷法、エッチング法、リフトオフ法もいずれも公知の方
法を用いることができる。更に、これらの方法を適宜組
み合わせても良い。アモルファス磁性体は、ワイヤ状、
リボン状、薄膜状等、その形状は適宜選択できる。アモ
ルファス磁性体を用いた磁気センサは、いずれの方式の
ものにも応用できる。
メッキ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング
法、スクリーン印刷法はいずれも公知の方法を用いるこ
とができる。また、電極部の形成におけるスクリーン印
刷法、エッチング法、リフトオフ法もいずれも公知の方
法を用いることができる。更に、これらの方法を適宜組
み合わせても良い。アモルファス磁性体は、ワイヤ状、
リボン状、薄膜状等、その形状は適宜選択できる。アモ
ルファス磁性体を用いた磁気センサは、いずれの方式の
ものにも応用できる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例について述べる。本
発明のアモルファス磁性体を用いた図１のような磁界検
出部を作製し、評価した。アモルファス磁性体ワイヤ１
には、組成が（Ｆｅ6Ｃｏ94）72.5Ｓｉ12.5Ｂ15、直径
が３０μｍ、全長が６ｍｍのものを用いた。コイル５
は、巻数２００ターン、コイル径１ｍｍのものを用い、
約２Ｏｅの磁界を発生させるようにコイル駆動回路を調
整した。基板３には厚さが１．６ｍｍのガラスエポキシ
基板を用い、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍとした。アモルフ
ァスワイヤ１には、図４に示される工程でワイヤ両端の
２箇所にＣｕ電極を構成した。
発明のアモルファス磁性体を用いた図１のような磁界検
出部を作製し、評価した。アモルファス磁性体ワイヤ１
には、組成が（Ｆｅ6Ｃｏ94）72.5Ｓｉ12.5Ｂ15、直径
が３０μｍ、全長が６ｍｍのものを用いた。コイル５
は、巻数２００ターン、コイル径１ｍｍのものを用い、
約２Ｏｅの磁界を発生させるようにコイル駆動回路を調
整した。基板３には厚さが１．６ｍｍのガラスエポキシ
基板を用い、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍとした。アモルフ
ァスワイヤ１には、図４に示される工程でワイヤ両端の
２箇所にＣｕ電極を構成した。
【００１９】この工程で製作したアモルファス磁性体ワ
イヤ１を用いて図１示した磁界検出部を２３個製作し、
各磁界検出部の抵抗値を求めた。磁界検出部の抵抗値の
平均は、６．９５Ωで２３本のばらつきは２％未満とな
り、従来の磁界検出部のばらつき２０％と比較して飛躍
的にばらつきが抑えられたことがわかる。ここで「ばら
つき」とは、無磁界時の抵抗値の最大値または最小値か
ら抵抗値の平均を差し引いたものを、抵抗値の平均で除
したものとした。
イヤ１を用いて図１示した磁界検出部を２３個製作し、
各磁界検出部の抵抗値を求めた。磁界検出部の抵抗値の
平均は、６．９５Ωで２３本のばらつきは２％未満とな
り、従来の磁界検出部のばらつき２０％と比較して飛躍
的にばらつきが抑えられたことがわかる。ここで「ばら
つき」とは、無磁界時の抵抗値の最大値または最小値か
ら抵抗値の平均を差し引いたものを、抵抗値の平均で除
したものとした。
【００２０】この結果から、本発明のアモルファス磁性
体を磁界検出部に用いることで、従来問題とされていた
磁界検出部の磁界検出有効長Ｌeffのばらつきを低減さ
せることができた。このアモルファス磁性体を組み込ん
だ磁界検出部１０は、図２ように配線することで本発明
の磁気センサが構成でき、上記のようなばらつきの小さ
な磁界検出器１０を用いれば磁気センサ１００の出力は
磁界だけを検出するようになり、測定精度が向上する。
体を磁界検出部に用いることで、従来問題とされていた
磁界検出部の磁界検出有効長Ｌeffのばらつきを低減さ
せることができた。このアモルファス磁性体を組み込ん
だ磁界検出部１０は、図２ように配線することで本発明
の磁気センサが構成でき、上記のようなばらつきの小さ
な磁界検出器１０を用いれば磁気センサ１００の出力は
磁界だけを検出するようになり、測定精度が向上する。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明による係るアモ
ルファス磁性体を磁界検出部に用いることで、磁界検出
有効長Ｌeffのばらつきを飛躍的に低減させることが可
能となった。この磁界検出部を磁気センサに用いること
で、磁界検出有効長Ｌeffのばらつきによる磁気センサ
の出力変化をほぼ削減できるようになった。
ルファス磁性体を磁界検出部に用いることで、磁界検出
有効長Ｌeffのばらつきを飛躍的に低減させることが可
能となった。この磁界検出部を磁気センサに用いること
で、磁界検出有効長Ｌeffのばらつきによる磁気センサ
の出力変化をほぼ削減できるようになった。
【００２２】また、本発明における磁気センサでは、ば
らつきを非常に小さくすることができるので、磁気セン
サの量産も可能になるのは明白である。従って、今後益
々需要が増大するセンサ業界に貢献するところが大き
い。
らつきを非常に小さくすることができるので、磁気セン
サの量産も可能になるのは明白である。従って、今後益
々需要が増大するセンサ業界に貢献するところが大き
い。
【図１】本発明のアモルファス磁性体を用いた磁気セン
サの磁界検出部の構成図である。
サの磁界検出部の構成図である。
【図２】本発明の磁気センサの一実施形態の構成図であ
る。
る。
【図３】アモルファス磁性体ワイヤのインピーダンスの
磁界特性の一例を示すグラフである。
磁界特性の一例を示すグラフである。
【図４】本発明のアモルファス磁性体に電極を構成する
一実施例のフローチャートである。
一実施例のフローチャートである。
【図５】従来の磁気センサの磁界検出部の構成図であ
る。
る。
【図６】従来の磁気センサの構成図である。
１ アモルファス磁性体ワイヤ ２ 半田 ３ 基板 ４ ワイヤ用電極 ５ コイル ６ コイル用電極 ７ 非磁性の電極対 １０ 本発明の磁界検出部 １１ 従来の磁界検出部 ２０ コイル駆動回路 ２１ ワイヤ駆動回路 ２２ 直流変換回路 ２３ 増幅回路 ３０ 信号処理回路 １００ 本発明の磁気センサ １０１ 従来の磁気センサ
Claims (5)
- 【請求項１】 表面の一部に非磁性の導体材料をコーテ
ィングしたアモルファス磁性体。 - 【請求項２】 表面の２箇所以上に非磁性の導体材料を
コーティングして電極部を形成し、該電極間距離で検出
部の有効長を規定したアモルファス磁性体。 - 【請求項３】 非磁性の導体材料のコーティングをメッ
キ法、又は、蒸着法、又は、スパッタ法、又は、イオン
プレーティング法、又は、スクリーン印刷法で行ったこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアモルフ
ァス磁性体。 - 【請求項４】 電極部の形成をスクリーン印刷法、又
は、エッチング法、又は、リフトオフ法で行ったことを
特徴とする請求項２に記載のアモルファス磁性体。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
アモルファス磁性体を検出部に用いた磁気センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26506995A JPH09106914A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | アモルファス磁性体とこれを用いた磁気センサ |
| CN 96191212 CN1166229A (zh) | 1995-10-13 | 1996-10-08 | 无定形磁性体和应用了无定形磁性体的磁传感器 |
| PCT/JP1996/002920 WO1997014161A1 (fr) | 1995-10-13 | 1996-10-08 | Substance magnetique amorphe et capteur magnetique |
| EP96932842A EP0798751A4 (en) | 1995-10-13 | 1996-10-08 | AMORPHOUS MAGNETIC SUBSTANCE AND MAGNETIC SENSOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26506995A JPH09106914A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | アモルファス磁性体とこれを用いた磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=17412166
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| KR101259432B1 (ko) * | 2011-10-28 | 2013-04-30 | 국방과학연구소 | 아몰퍼스 자성체 와이어를 이용한 직교형 플럭스게이트 센서 |
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