JPS6410112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はホール素子、磁気抵抗効果素子など
の磁電変換素子及びその製造方法に関し、特に信
頼性が高い小型にして安価に構成できるようにし
ようとするものである。

近年磁電変換素子は種々の電子制御の用途に使
用されるようになり、レコードプレーヤーなどに
用いられるプラシレスモーターに対する制御素子
としても使用されている。これに伴ないより信頼
性が高く小型で安価な磁電変換素子が要望されて
いる。

しかしながら従来の磁電変換素子は一つ一つケ
ースに挿入し、ハンダでリードをボンデイングし
た後、ポツテングにより樹脂モールドされてい
る。このため生産性が悪いばかりでなくモールド
前のリードの強度及びモールド時のリード部の密
封性が不充分であることが原因で信頼性が充分な
ものではなかつた。

また小型磁電変換素子の生産性を向上する製造
法として、フイルムの窓あけ部にそのフイルムに
形成されたリードをフインガーとして出し、その
フインガーにハンダで磁電変換素子をボンデイン
グし、次いでフイルムの窓あき部の両側から樹脂
モールドする方法も提案されている。この方法は
フイルムの窓あけ部にフインガーを出したリード
は高価であり、またフイルムの窓あけ部の両側か
らモールドするためにモールドの精度及び生産性
がまだ不充分である。

この発明は上記問題点を解決すべく研究した結
果、窓あけることなくリードが形成されたフイル
ムを使用して導電性樹脂を用いてそのフイルム上
のリードに磁電変換素子の電極をボンデイング
し、次いでフイルムの片側から樹脂材をモールド
することにより、高い信頼性を有し、かつ安価な
小型磁電変換素子が得られるようにしたものであ
る。

第１図はこの発明による磁電変換素子の一例を
示し、感磁性薄膜１上の一部にはリード接続用電
極２が形成されてあり、窓があけられていないフ
イルム３上にリード４が形成され、このリード４
に対し導電性樹脂５によりリード接続用電極２が
接続される。感磁性薄膜１は基板７上に形成され
た場合であり、感磁性薄膜１、リード接続用電極
２リード４の少なくとも電極２との接続部、基板
７はモールド樹脂６によりモールドされる。この
ようにして感磁性薄膜１の一方の側はフイルム３
により、他方の側はモールド樹脂６により外部に
対して保護される。

この発明でいう磁電変換素子はホール素子及び
磁気抵抗素子をあらわし、この発明に使用される
感磁性薄膜１は、一般には厚さが0.1〜100μ程度
の範囲のものであり、従来の磁電変換素子として
用いられる半導体薄膜ならばいずれも使用でき
る。このような半導体薄膜は単結晶、多結晶等を
研磨等の方法で薄膜としたもの、または蒸着、イ
オンプレーテイング、スパツター等の方法で製作
した薄膜、液相成長法、気相成長法等で製作した
薄膜等いずれのものでもよく、特にInSb，
GaAs，InAs，InAsP，InGaSb等の−§族
系二元、三元の金属間化合物半導体の単結晶薄膜
及び多結晶薄膜が好ましく用いられる。

感磁性薄膜１は基板７を持つてももたなくとも
よいが、通常その薄さから例えば第１図に示すよ
うに基板７上に直接形成されるか、接着剤を介し
て形成される。特に感度を上げたい場合は基板７
として強磁性体基板が用いられる。基板７の具体
例としてはフエライト基板、アルミナ基板、ガラ
ス基板、耐熱性樹脂基板、鉄などの金属基板で表
面を絶縁処理したもの等がある。

リード接続用電極２は感磁性薄膜１に対してオ
ーム性接触をとるように構成されており、その構
造及び材料は磁電変換素子用に一般に使用されて
いるものでよい。例えば感磁性薄膜１がInSbな
らばCu，Au，Inなど感磁性薄膜１がGaAsなら
ばGeNiAuの合金などが用いられ単層でも多層構
造でも良い。電極２の形状は任意でよく円形状、
角形状などその大きさも含めて最適なものが選ば
れる。

電極２の形成法としてはメツキレジストを用い
たパターンメツキ、ハードマスクを用いたパター
ン蒸着、リフトオフ法によるパターン蒸着などが
用いられる。電極２の膜厚は特に制限はないが、
通常０・005〜20μ、特に0.01〜10μが好ましい範
囲である。

窓あけなしのフイルム３上に形成されたリード
４は安価に製作でき、かつフイルム３と一体化さ
れているものである。このような目的で好ましく
用いられるフイルム３としてはポリイミドフイル
ム、ポリアミドイミドフイルム、ポリパラバン酸
フイルム、トリアジンフイルム、エポキシフイル
ムなどの耐熱性、耐湿性フイルムがありその厚さ
は特に制限はないが10〜300μ、特に20〜200μが
好ましい。リード４を形成する素材としては銅、
銀、錫などの良導電性の金属であり、リード４の
厚みは特に制限はないが５〜100μ特に10〜50μが
好ましく用いられる。

リード４をフイルム３上に形成する方法として
は各種の方法が適用できる。例えばフイルム３の
面に導電性金属層を形成した後、選択エツチング
などで所望するリードの形状としても良く、或は
例えばアデイテイブ法による選択メツキ法などで
所望するリード形状に導電性金属層をフイルム３
上に形成しても良い。

このようにリード４がフイルム３上に所望のパ
ターンで精度よく形成でき、かつリード４の寸法
安定性もよいのでこのフイルム付きのリード４を
用いることにより、この発明の磁電変換素子を製
作する際にこのフイルム３を位置合せの基準とし
て高精度に行うことが可能である。またリード４
が銅などの場合は酸化を防止するために金、銀、
錫、ハンダなどの保護膜を形成しても良い。

導電性樹脂５はリード接続用電極２とリード４
とを接続するためのものであり、通常導電性樹脂
ペーストの形で使用され、市販されているものや
必要に応じて自作した導電性樹脂ペーストのいず
れも用いることができるが、特に低温処理で耐熱
性、耐湿性の優れたものが好ましい。具体的には
Au，Ag，Cu，Pd，ハンダ等の金属微粉末をエ
ポキシ、ポリアミドイミド、ポリイミド樹脂等の
バインダーに分散したものなどが好ましく用いら
れる。

モールド樹脂６としては耐熱性、耐湿性に優れ
たものが好ましく具体的にはエポキシ樹脂、ポリ
アミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂などが用いら
れ、またこれらにアルミナなどの無機物を分散し
たものも好ましく用いられる。更にシリコン樹脂
などの弾性体とエポキシ樹脂などとの２層構造、
またはポリアミドイミドなどの透湿係数の小さい
樹脂とエポキシ樹脂などとの２層構造としても良
い。

モールド樹脂６により感磁性薄膜１、リード接
続用電極２及びリード４の一部を少なくとも被つ
てあれば良くSiO₂，Al₂O₃などのパシベーシヨン
膜を感磁性薄膜１上に形成した後にモールドした
構造としても良い。

感磁性薄膜１をフイルム３に取付けるには感磁
性薄膜１の電極２を形成した面をフイルム３と対
向させる場合に限らず、第２図及び第３図に示す
ように基板７をフイルム３と対向させてもよい。
第３図においては感磁性薄膜１の電極２を形成し
た面に感度を上げるため強磁性体の磁気収束チツ
プ８を対接し、その上からモールド樹脂６をモー
ルドしている。

この発明の磁電変換素子を製造するには、まず
一部にリード接続用電極２が形成された感磁性薄
膜１と、窓あけなしのフイルム３上に形成された
リード４とを用意し、多数の磁電変換素子を同時
に作成するときには、第５図Ａに示すようにフイ
ルム３上には多数個分のリード４を所定の間隔を
もつてフイルム３の長さ方向に沿つて配列形成し
ておく。またフイルム３は位置合せなどの作業を
容易に行うためにスプロケツト９を設け、このス
プロケツト９とリード４との相対位置を所定の関
係としておく。

次に感磁性薄膜１の上の一部に形成されたリー
ド接続用電極２と窓あけなしのフイルム３上に形
成されたリード４とを導電性樹脂で第５図Ｂに示
すように接続する。第５図Ｂは基板７側が示され
ている。リード４とリード接続用電極２との接続
の方法は第１図に示したようにそれぞれを対面さ
せても良く、また第２図及び第３図に示したよう
にそれぞれの間に感磁性薄膜を位置させるように
して接続しても良い。前者の場合はハンダでボン
デイングするとハンダを溶融するための部分加熱
がむずかしく、また全体を加熱することは感磁性
薄膜、特に化合物半導体よりなる感磁性薄膜は高
温処理されると膜の特性が変化し好ましくない。
また後者の場合ハンダを用いて基板の側面を通し
て電極２とリード４とを接続することはむずかし
い。以上の問題は導電性樹脂５で接続することに
より解決され、高信頼性を有する安価な小型磁電
変換素子が得られるようになる。

導電性樹脂５は第１図に示したようにリード４
に電極２を向けてボンデイングする時は、リード
４或いは電極２またはその両方に必要量供給さ
れ、次いで所望の熱処理が行われる。また第２図
に示したようにフイルム３に基板７を対向した状
態で電極２及びリード４間をボンデイングする時
は、導電性樹脂５は電極２からリード４まで基板
７の側面に沿つて供給され、次いで所望の熱処理
が行われ電極２とリード４とが電気的に接続され
る。第３図に示したように収束チツプ８を設ける
場合はリード４及び電極２間を樹脂５で接続する
前に収束チツプ８を設けてもよく、或は接続した
後に収束チツプ８を設けても良い。

このようにフイルム３のリード４と接続された
感磁性薄膜１はモールド樹脂６でモールドされ
る。モールド樹脂６でモールドする方法としては
フイルム３の感磁性薄膜１を塔載た側から金型を
用いてキヤステイング法によりモールドする方
法、或はケース状のモールド材をフイルム３の感
磁性薄膜１を塔載した側に熱圧着または接着剤で
接着する方法などがある。これらのモールドは多
数の磁電変換素子を同時に作成する場合、第５図
Ｃに示すように各素子ごとに個別に樹脂６をモー
ルドしても良く、または第５図Ｄに示すように複
数の素子に共通に連続した樹脂６としモールドし
てもよい。これら第５図Ｃ，Ｄに示した状態より
第５図Ｅに示すようにフイルム３を各素子ごとに
切断する。

第４図に示すように第１図の場合と同様に感磁
性薄膜１の電極形成面をフイルム３と対向させ、
収束チツプ８をフイルム３を介して感磁性薄膜１
と対向してフイルム３に固定してもよい。この場
合収束チツプ８をフイルム３上に設けた後に樹脂
６のモールドしても良く、或は樹脂６のモールド
した後に収束チツプ８をフイルム３上に設けても
良い。

以上に示したようにボンデイング及びモールド
がリードを形成したテープ状のフイルム上で行
え、また片面モールドが可能であり優れたた生産
性を示し、かつリードの取扱い上の強度は極めて
大きく、またモールド時のリード部の密封性も極
めて良好で、高信頼性を有する安価な小型磁電変
換素子が得られる。

次にこの発明の実施態様を一層明確にするため
に実施例を挙げて説明するが、この発明はこれの
みに限定されるものではない。

実施例 １ 表面が平滑なマイカ上に厚さ1μm、電子移動度
15000cm²／VsecのInSb薄膜を真空蒸着により形成
した。次にこのInSb薄膜の表面に日本ペルノツ
クス社製エポキシ樹脂「ME−264」を塗布し、
厚さ0.3mm、一辺が37mmの正方形をしたNi−Zn系
のフエライト基板上に接着した。次いで前記マイ
カを除去した。次にコダツク社製マイクロフオト
レジストを使用しフオトリソグラフイーの手法に
よりフエライト基板上のInSbの表面の所要の部
分のみに厚さ1.0μmの銅層を無電解メツキ法によ
り付着形成した。その後上記のフオトレジストを
再度用いフオトリソグラフイーの手法により、不
要なInSb及び一部の不要な銅を塩化第２鉄の塩
酸酸性水溶液でエツチング除去してホール素子の
感磁部及び４つの電極を形成した。次にこのフエ
ライトウエハーをダイシングカツターにかけ、一
辺が1.4mmの正方形ホール素子ペレツトに切断し
た。次いで別途製作しておいた厚さ75μmのカプ
トンポリイミドフイルム上に形成された先端部の
幅が200μm、厚さ35μmの銅箔によるリードのボ
ンデイング部にメタフエニレンジアミンと無水ト
リメリツト酸クロライドから得た有機溶媒可溶性
のポリアミドイミドと粒径1.8μmの銀微粒子を重
量比で１：９に配合し、ジメチルアセトアミドを
加えて得られたポリアミドイミドの銀ペーストを
供給し、上記ホール素子ペレツトの電極部をリー
ド側に向けて接続し150℃で30分間熱処理してボ
ンデイングを行つた。その後テフロン製の金型を
カプトンポリイミドフイルムの上記ホール素子ペ
レツトを塔載した側におき、上記ホール素子ペレ
ツト及びリードの一部を複数個同時に日本ペルノ
ツクス社製エポキシ樹脂「ME−264」を用い150
℃で15時間熱処理してモールドを行つた後、ダイ
シングカツターで一つ一つに切断した。得られた
ホール素子の入出力抵抗値は350Ωであり積感度
は30mV／mA・KGであつた。また沸騰水に10時
間浸漬した後も抵抗値、積感度に変化はなく優れ
た信頼性を有するものであることが確認された。

実施例 ２ 厚さ0.5mm、幅１mm、長さ2.5mmのフエライト基
板上に電子移動度28000cm²／Vsecの長さ４mm、幅
0.4mmのInSb蒸着膜を形成した。次にコダツク社
製マイクロフオトレジストを用いてリフトオフ法
により0.1μmの金蒸着膜で幅50μm、間隔50μmの
シヨートバー電極と、両端に幅0.4mm、奥行0.5mm
の外部接続用電極を同時に形成した。その後別途
製作しておいた厚さ75μmのカプトンポリイミド
フイルム上に形成された先端部の幅が200μm、厚
さ35μmの銅箔によるリード上に、上記磁気抵抗
素子ペレツトをリード側に基板を向けておきエポ
キシテクノロジー社製導電性樹脂ペースト「エポ
テツクＨ−31D」を用いて外部接続用電極とリー
ドを基板の側面を通して接続し150℃で30分間熱
処理してボンデイングを行つた。次にメタフエニ
レンジアミンと無水トリメリツト酸クロライドか
ら得た有機溶媒可溶性のポリアミドイミドと粒径
5μmのアルミナ微粒子を重量比で１：９に配合
し、ジメチルアセトアミドを加えて得られたアル
ミナ分散ポリアミドイミド溶液中に、上記磁気抵
抗素子ペレツトを浸漬した後150℃で30分間熱処
理した。その後エポキシ樹脂のケースをカプトン
ポリイミドフイルムの上記磁気抵抗素子ペレツト
を塔載した側にボスチツクジヤパン社製エポキシ
系接着剤「ボスチツクXA564−４」を用いて接
着し、150℃で30分間熱処理してモールドを行つ
た。得られた磁気抵抗素子の磁界による抵抗値変
化は磁束密度3KGで60％であり、沸騰水に10時
間浸漬後も変化なく優れた信頼性を有していた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はそれぞれこの発明による磁
電変換素子の例を示す断面図、第５図はこの発明
による４端子磁電変換素子のボンデイング及びモ
ールドの工程を示す平面図である。 １：感磁性薄膜、２：リード接続用電極、３：
フイルム、４：リード、５：導電性樹脂、６：モ
ールド樹脂、７：基板、８：磁気収束用チツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 感磁性薄膜と、その感磁性薄膜上の一部に形
   成されたリード接続用電極と、窓あけなしのフイ
   ルムと、そのフイルム上に形成されたリードと、
   そのリード及び前記リード接続用電極を接続する
   導電性樹脂と、前記フイルムの一面上において前
   記の感磁性薄膜、リード接続用電極ならびにリー
   ドの一部、前記導電性樹脂を少なくともモールド
   してこれらを前記フイルムと連結しているモール
   ド樹脂とを具備する磁電変換素子。 ２ 感磁性薄膜の上の一部に形成されたリード接
   続用電極と、窓あけなしのフイルム上に形成され
   たリードとを導電性樹脂で接続して前記感磁性薄
   膜を前記フイルムに塔載し、次いで前記フイルム
   の感磁性薄膜を塔載した側より少なくとも前記感
   磁性薄膜、リード接続用電極、リードの一部及び
   導電性樹脂を樹脂により前記フイルムにモールド
   固定することを特徴とする磁電変換素子の製造方
   法。