KR101230945B1

KR101230945B1 - 마그네토 임피던스 센서 소자

Info

Publication number: KR101230945B1
Application number: KR1020117000206A
Authority: KR
Inventors: 요시노부 혼쿠라; 미치하루 야마모토; 가쓰히코 니시하타
Original assignee: 아이치 세이코우 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2013-02-07
Also published as: EP2293092A4; KR20110028339A; CN102057290B; EP2293092A1; US20110089512A1; CN102057290A; WO2009151047A1; JP4725600B2; JP2009300093A; US8455962B2; EP2293092B1

Abstract

마그네토 임피던스 센서 소자(1)는 기체(2)와, 자성 아모퍼스 와이어(3)와, 피복 절연체(4)와, 검출 코일(5)과, 단자 탑재면(61)을 갖는 단자대(6)와, 단자 탑재면(61)에 형성한 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)와, 와이어용 전극 단자(11)와 자성 아모퍼스 와이어(3)에 설치한 한 쌍의 와이어 통전단(31)을 전기적으로 접속하는 와이어용 접속 배선(110)과, 코일용 전극 단자(12)와 검출 코일(5)에 설치한 한 쌍의 코일 통전단(51)을 전기적으로 접속하는 코일용 접속 배선(120)을 갖는다. 단자 탑재면(61)은 그 법선이 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향 성분을 갖고, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향에 있어서의, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 양단 사이에 배치되어 있다.

Description

마그네토 임피던스 센서 소자{MAGNETOIMPEDANCE SENSOR ELEMENT}

본 발명은 외부 자계에 따라서 특성이 변화하는 자성 아모퍼스 와이어(a magnetic amorphous wire)를 사용한 마그네토 임피던스 센서 소자에 관한 것이다.

자기 방위 센서 등에 사용되는 센서 소자로서, 외부 자계에 따라서 특성이 변화하는 자성 아모퍼스 와이어를 사용한 마그네토 임피던스 센서 소자(이하, 적절하게 “MI 센서 소자”라고 함.)가 개발되어 있다(특허문헌 1 참조).

이러한 MI 센서 소자는 비자성체로 이루어지는 기체(基體)와, 상기 기체 위에 보유된 자성 아모퍼스 와이어와, 상기 자성 아모퍼스 와이어가 내측을 관통하도록 형성한 피복 절연체와, 상기 피복 절연체 주위에 형성한 검출 코일을 갖는다.

이러한 구성의 MI 센서 소자는 예를 들면 휴대 전화기 등의 휴대 단말기기 등에 탑재하기 위해서, 이러한 기기의 소형화, 박형화의 요청에 따라서, MI 센서 소자의 소형화가 요청되고 있다.

특허문헌 1: 국제공개 제2005/008268호 팜플렛

그러나, MI 센서 소자의 감도를 확보하기 위해서는 자성 아모퍼스 와이어의 길이가 필요하게 된다.

즉, 자성 아모퍼스 와이어의 길이가 길수록, 내부에 생기는 반자계(反磁界)가 작아지고, 반자계의 영향을 억제할 수 있기 때문에, MI 센서 소자의 출력을 크게 하기 쉽다. 또한, 자성 아모퍼스 와이어를 길게 할수록, 그 주위에 피복 절연체를 개재하여 형성하는 검출 코일의 권취 수를 증가시킬 수 있기 때문에, MI 센서 소자의 출력을 크게 할 수 있다.

따라서, 자성 아모퍼스 와이어의 길이를 가능한 한 길게 하면서, MI 센서 소자의 전체를 소형화할 수 있는 기술이 요망되고 있다.

특히, IC칩 또는 이것을 탑재하는 IC 기판에 MI 센서 소자를 실장함에 있어서, 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향이 IC 칩 및 IC 기판의 주면의 법선 방향(Z축 방향)으로 되도록 하는 경우에는 자성 아모퍼스 와이어 길이를 크게 하려고 하면, MI 센서 소자가 IC 칩의 두께 방향으로 커져 버린다. 그 때문에, MI 센서 소자를 실장한 IC 칩을 휴대 단말 기기 등에 내장함에 있어서, 기기의 박형화가 곤란하게 되어 버리는 문제가 있다.

그러므로, 자성 아모퍼스 와이어의 길이와, 그 길이 방향에서의 MI 센서 소자 전체의 길이가 가능한 한 동등한 것이 이상적이다.

그러나, 종래의 Z축용의 MI 센서 소자에 있어서는 제조상의 이유로부터, 자성 아모퍼스 와이어의 길이와 MI 센서 소자의 전체의 길이를 동등하게 하는 것은 곤란하다.

즉, MI 센서 소자를 제조함에 있어서는 다수의 MI 센서 소자의 기체의 모재(母材)인 기체 웨이퍼에 자성 아모퍼스 와이어나 검출 코일 등을 형성한 후, 이것을 절단하여 개개의 MI 센서 소자를 얻는다(실시예 1, 도 5, 도 6 참조). 여기에서, 이 절단면에는 기본적으로 전극 단자 등을 패턴 형성하는 일은 없다. 절단면에 패턴 형성한다는 것은 절단 후에 각 MI 센서 소자에 개별로 패턴 형성하게 되고, 생산성의 관점에서 현실적이지 않기 때문이다. 가령, 각 MI 센서 소자에 개별로 패턴 형성하게 되면, 기체 웨이퍼의 상태에서 패턴 형성할 때와 비교하여 생산성이 현저하게 저하하여 버린다.

상기 특허문헌 1의 도 8에 기재된 Z축용의 MI 센서 소자를 보면, 절단면인 기체의 상면에 자성 아모퍼스 와이어 및 검출 코일과 전기적으로 접속된 전극 단자가 형성되어 있는 것처럼 보이지만, 실제로는 전극 단자가 형성되어 있는 부분은 기체의 상면으로부터 한단 내려온 계단부로 되어 있다(후술하는 비교예 참조). 이 계단부는 상기 특허문헌에 있어서의 발명의 주요부 이외의 부분이기 때문에, 상기 도면에서는 생략할 뿐이다.

즉, 절단하기 전의 기체 웨이퍼의 상태에 있어서 전극 단자를 1회에 형성하기 위해서, 기체 웨이퍼에는 자성 아모퍼스 와이어에 직교하는 기체의 변에 대응하는 위치에 홈을 형성한다. 그리고, 이 홈의 일부에 전극 단자를, 스퍼터링이나 도금 등을 사용하여 형성한다. 그 후, 이 홈의 일부에 형성한 전극 단자를 깎아내지 않도록, 다이싱 소우 등에 의해 기체 웨이퍼를 절단하고, 개개의 MI 센서 소자를 얻는다. 이로써, 홈의 일부가 남아 상기 계단부가 형성되게 된다.

그렇게 하면, MI 센서 소자를 기체보다도 길이 방향으로 돌출시킬 수는 없기 때문에, 그 한쪽 단부는 계단부보다도 기체의 내측에 배치되게 된다. 그러므로, 적어도 계단부의 높이분, 기체의 길이보다도 자성 아모퍼스 와이어의 길이를 짧게 하지 않을 수 없어, MI 센서 소자의 감도가 저하하여 버린다.

또한, 상기와 같은 홈을 기체에 설치하면, 그 홈 가공 공정이 필요하게 되기 때문에, 제조 비용이 비싸지는 동시에, 생산성 향상이 곤란해진다.

또한, 홈을 형성하기 위해서는 기체의 강도를 확보하기 위해 두께를 크게 하게 되어, MI 센서 소자의 소형화가 곤란해진다. 또한, 홈 가공을 하는 경우에는 그 절삭 가공을 용이하게 하기 위해서, 비교적 강도가 낮은 재료를 기체에 사용하게 된다. 그렇게 하면, 그만큼, 기체의 두께를 더욱 두껍게 할 필요가 있어, MI 센서 소자의 소형화가 더욱 어려워진다.

또한, 전극 단자를 기체에 있어서의 자성 아모퍼스 와이어를 설치한 면과 동일한 면에 형성하는 경우에는 상기와 같은 문제는 생기지 않지만, MI 센서 소자의 감자(感磁) 방향을 IC 칩에 직교하는 방향(Z축 방향)으로 하는 경우에는 상기 표면에 전극 단자를 설치하지는 않는다. 왜냐하면, 이들의 전극 단자에는 IC 칩 상의 전극 단자와의 사이에서, 와이어 본딩을 실시하는 등의 처리를 할 필요가 있기 때문에, 기본적으로 IC 칩과 전극 단자를 형성하는 면은 서로 평행할 필요가 있다. 이에 대하여, 기체에 있어서의 자성 아모퍼스 와이어를 설치한 표면과 같은 면에 전극 단자를 형성한 통상의 MI 센서 소자를 단지 IC 칩에 직교하도록 세우면, 전극 단자를 설치한 표면은 IC 칩과 직교하게 된다. 그 때문에, MI 센서 소자의 전극 단자와 IC 칩의 전극 단자 사이의 와이어 본딩을 할 수 없다. 또한, 납땜으로 접속하는 것도 곤란하다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 감도가 높고, 소형화를 도모할 수 있는 마그네토 임피던스 센서 소자를 제공하려고 하는 것이다.

본 발명은, 비자성체로 이루어지는 기체와,

상기 기체 위에 보유된 자성 아모퍼스 와이어와,

상기 자성 아모퍼스 와이어가 내측을 관통하도록 형성한 피복 절연체와,

상기 피복 절연체 주위에 형성한 검출 코일과,

상기 기체에 있어서의 상기 자성 아모퍼스 와이어를 배치한 측의 표면으로부터 상승하는 단자 탑재면을 갖는 절연체로 이루어지는 단자대와,

상기 단자 탑재면에 형성한 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자와,

상기 와이어용 전극 단자와 상기 자성 아모퍼스 와이어에 설치한 한 쌍의 와이어 통전단을 전기적으로 접속하는 와이어용 접속 배선과,

상기 코일용 전극 단자와 상기 검출 코일에 설치한 한 쌍의 코일 통전단을 전기적으로 접속하는 코일용 접속 배선을 갖고,

상기 단자 탑재면은 그 법선이 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향 성분을 갖고, 또한, 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향에 있어서의, 상기 자성 아모퍼스 와이어의 양단 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네토 임피던스 센서 소자에 있다.

다음으로, 본 발명의 작용 효과에 대해서 설명한다.

상기 마그네토 임피던스 센서 소자(MI 센서 소자)는 상기 단자 탑재면을 갖는 상기 단자대를 구비하고 있다. 그리고, 단자 탑재면은 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향에 있어서의, 상기 자성 아모퍼스 와이어의 양단 사이에 배치되어 있다. 이로써, 단자대의 단자 탑재면에 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자를 용이하게 형성할 수 있는 동시에, 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향에 있어서의 상기 기체의 전체에 걸쳐서, 자성 아모퍼스 와이어를 배치할 수 있다. 그 결과, 기체의 크기를 크게 하지 않고, 자성 아모퍼스 와이어를 길게 할 수 있고, MI 센서 소자의 대형화를 초래하지 않고, 감도를 높게 할 수 있다.

즉, 상술한 바와 같이, MI 센서 소자를 제조함에 있어서 일반적으로는 다수의 MI 센서 소자의 기체의 모재인 기체 웨이퍼에 자성 아모퍼스 와이어나 검출 코일 등을 형성한 후, 이것을 절단하여 개개의 MI 센서 소자를 얻는다. 이 때, MI 센서 소자가 상기 단자대를 갖고 있으면, 개개의 MI 센서 소자에 절단하기 전의 상태에 있어서, 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자를 용이하게 형성할 수 있다.

또한, MI 센서 소자가 단자대를 갖게 됨으로써, 상술한 홈(계단부)을 기체 웨이퍼에 형성할 필요도 없다. 그 때문에, 계단부를 형성한 분, 자성 아모퍼스 와이어의 길이를 짧게 해야 하는 문제는 생기지 않고, 기체의 크기에 대하여 자성 아모퍼스 와이어의 길이가 짧아져 버리는 부적합함을 초래하는 일이 없다. 그러므로, 자성 아모퍼스 와이어의 길이를 MI 센서 소자 전체의 길이와 동등하게 하는 것도 가능해지고, MI 센서 소자의 소형화와 고감도화의 양립이 가능해진다.

또한, 상기와 같은 홈 가공 공정이 불필요하게 되므로, 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에, 생산성 향상을 도모할 수 있다.

또한, 홈을 형성할 필요가 없기 때문에 기체의 두께를 특히 크게 할 필요가 없어, MI 센서 소자의 소형화가 용이해진다. 또한, 절삭 가공의 용이화도 특별히 고려할 필요가 없어지기 때문에, 강도가 높은 재료를 기체에 사용할 수도 있고, 그 만큼, 기체의 두께를 더욱 작게 할 수도 있어, MI 센서 소자의 소형화가 더욱 용이해진다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 감도가 높고, 소형화를 도모할 수 있는 마그네토 임피던스 센서 소자를 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1에서의, MI 센서 소자의 정면도.
도 2는 실시예 1에서의, 본딩 와이어를 접속한 상태의, 도 1의 A-A선 화살표로 본 단면 상당의 MI 센서 소자의 단면도.
도 3은 도 1의 B-B선 화살표로 본 단면도.
도 4는 실시예 1에서의, MI 센서 소자를 사용한 자기 방위 센서의 사시도.
도 5는 실시예 1에서의, 기체 웨이퍼의 평면도.
도 6은 실시예 1에서의 기체 웨이퍼의 부분 확대 평면도.
도 7은 실시예 1에서의 전자 회로의 개념 설명도.
도 8은 실시예 1에서의 출력 전압의 측정 결과를 도시하는 선도.
도 9는 실시예 2에서의 MI 센서 소자의 정면도.
도 10은 도 9의 C-C선 화살표로 본 단면도.
도 11은 비교예에서의 MI 센서 소자의 정면도.
도 12는 비교예에서의 본딩 와이어를 접속한 상태의, 도 11의 D-D선 화살표로 본 단면 상당의 MI 센서 소자의 단면도.
도 13은 도 11의 E-E선 화살표로 본 단면도.
도 14는 비교예에서의 기체 웨이퍼의 절단 방법의 단면 설명도.

본 발명에 있어서, 상기 단자 탑재면은 그 법선이 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향으로 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우에는 MI 센서 소자를 IC 칩 등에 실장함에 있어서, 자성 아모퍼스 와이어가 IC 칩의 주면에 직교하도록 배치할 때, 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자를 IC 칩의 주면과 평행하게 할 수 있다. 그 결과, 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자와, IC 칩 사이의 와이어 본딩 등, 전기적 접속을 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 단자대는 상기 자성 아모퍼스 와이어, 피복 절연체, 및 검출 코일의 형성 영역 이외의 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우에는 상기 단자대가 상기 자성 아모퍼스 와이어, 피복 절연체, 및 검출 코일을 덮는 일이 없기 때문에, 자성 아모퍼스 와이어에 걸리는 응력이나, 자성 아모퍼스 와이어로의 결로 등을 막아, 정확한 자계 검출을 확보할 수 있다.

가령 자성 아모퍼스 와이어를 덮도록 단자대가 배치되면, 자성 아모퍼스 와이어에 응력이 걸릴 우려가 있고, 자성 아모퍼스 와이어와 단자대 사이에 존재하는 공기의 결로 등에 의한 기생 용량의 변화가 생길 우려가 있다. 그리고, 이 응력이나 기생 용량의 변화에 기인하여, 자성 아모퍼스 와이어에 공급되는 전류가 변동하여 버려, MI 센서 소자의 자기 감도(출력/인가 자장)의 편차(예를 들면, 자기 감도에 대하여 약 10%의 편차)가 생길 우려가 있다. 따라서, 자성 아모퍼스 와이어를 덮지 않도록 단자대를 설치함으로써, 이러한 부적합한 상황을 피할 수 있다. 즉, MI 센서 소자의 자기 감도의 편차를 거의 없앨 수 있다(예를 들면, 자기 감도에 대하여 1% 미만의 편차로 함).

또한, 상술한 응력의 문제나 기생 용량의 문제를 해결하기 위해서, 단자대를 구성하는 절연 재료의 선팽창 계수, 접착력, 유전율 등을 적절한 값으로 하는 것도 생각되지만, 그 경우에는 재료 선택의 자유가 현저하게 제한되어 버리는 문제가 있다. 이러한 문제도, 청구항 3의 발명에 따르면 해결할 수 있다.

또한, 전자 회로를 형성하여 이루어지는 IC 칩에 상기 IC 칩의 주면의 법선 방향으로 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향이 향하도록 실장하기 위한 소자인 것이 바람직하다.

이 경우에는 가령 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자의 법선이 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향 성분을 갖고 있지 않으면, IC 칩의 주면에 형성된 전자 회로의 단자와의 접속이 곤란하다. 그러므로, 기체에 있어서의 자성 아모퍼스 와이어를 형성한 표면에 상기 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자를 설치하는 것은 바람직하지 않고, 상기 표면에 대하여 각도를 가진 면, 보다 바람직하게는 직교하는 면에 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자를 형성한다.

그래서, 이러한 MI 센서 소자에 있어서, 본 발명을 적용함으로써, 그 작용 효과를 충분히 발휘시킬 수 있다.

또한, 여기에서, MI 센서 소자의 IC 칩으로의 실장이란 MI 센서 소자를 와이어 본딩 등에 의해 상기 IC 칩에 직접 전기적 접속하는 것 외에, 예를 들면, IC 칩을 탑재한 IC 기판을 개재하여 MI 센서 소자를 간접적으로 전기적 접속하는 것도 포함한다.

또한, 전자 회로를 형성하여 이루어지는 IC 칩을 탑재한 IC 기판에 상기 IC 기판의 주면의 법선 방향으로 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향이 향하도록 설치하기 위한 소자라도 좋다.

IC 칩을 탑재한 IC 기판을 개재하여 MI 센서 소자를 간접적으로 전기적 접속하는 경우에는 상기와 같이 상기 IC 기판의 주면의 법선 방향으로 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향이 향하도록 MI 센서 소자를 실장함으로써, IC 기판의 주면에 형성된 전자 회로의 단자와 상기 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자와의 접속이 용이하게 된다. 그리고 그러한 구성에 있어서, 본 발명의 작용 효과를 충분히 발휘할 수 있다.

실시예

(실시예 1)

본 발명의 실시예에 따른 마그네토 임피던스 센서 소자에 대하여, 도 1 내지 도 6을 사용하여 설명한다.

본 예의 마그네토 임피던스 센서 소자(MI 센서 소자; 1)는 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 비자성체로 이루어지는 기체(2)와, 상기 기체(2) 위에 보유된 자성 아모퍼스 와이어(3)와, 상기 자성 아모퍼스 와이어(3)가 내측을 관통하도록 형성한 피복 절연체(4)와, 상기 피복 절연체(4)의 주위에 형성한 검출 코일(5)을 갖는다.

기체(2)에 있어서의 자성 아모퍼스 와이어(3)를 배치한 측의 표면(21)에는 상기 표면(21)으로부터 상승하는 단자 탑재면(61)을 갖는 절연체로 이루어지는 단자대(6)가 설치되어 있다.

단자 탑재면(61)은 한 쌍의 와이어용 전극 단자(11) 및 한 쌍의 코일용 전극 단자(12)가 형성되어 있다. 단, 한 쌍의 와이어용 전극 단자(11) 중 한쪽과 한 쌍의 코일용 전극 단자(12)의 한쪽이 하나의 전극을 기준 전위로서 공유하도록 할 수도 있다. 이 경우, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)의 합계 수를 3개로 할 수 있다.

와이어용 전극 단자(11)와 자성 아모퍼스 와이어(3)에 설치한 한 쌍의 와이어 통전단(31)은 와이어용 접속 배선(110)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

코일용 전극 단자(12)와 검출 코일(5)에 설치한 한 쌍의 코일 통전단(51)은 코일용 접속 배선(120)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다.

단자 탑재면(61)은 그 법선이 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향 성분을 갖고, 또한, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향에 있어서의, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 양단(311, 311) 사이에 배치되어 있다.

본 예에 있어서는 단자 탑재면(61)은 그 법선이 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향이 되도록 형성되어 있다.

또한, 도 1, 도 3에 도시하는 바와 같이, 단자대(6)는 자성 아모퍼스 와이어(3), 피복 절연체(4), 및 검출 코일(5)의 형성 영역 이외의 영역에 형성되어 있다. 즉, 단자대(6)는 와이어용 접속 배선(110) 및 코일용 접속 배선(120)의 일부를 덮도록, 기체(2)의 표면에 형성되어 있지만, 자성 아모퍼스 와이어(3), 피복 절연체(4), 및 검출 코일(5)을 덮지 않도록, 이들의 형성 영역과는 벗어난 위치에서 형성되어 있다.

본 예의 MI 센서 소자(1)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 전자 회로를 형성하여 이루어지는 IC 칩(7)에 상기 IC 칩(7)의 주면(71)의 법선 방향으로 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향이 향하도록 실장하기 위한 소자이다.

MI 센서 소자(1)에 있어서, IC 칩(7)에 실장하였을 때 IC 칩(7)의 주면(71)에 직교하는 방향이 되는 방향을 Z축 방향이라고 한다. 즉, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향과 일치하는 방향이 Z축 방향이다.

기체(2)로서는, 예를 들면, 절연성 알루미나계 세라믹스, 반도체의 실리콘 웨이퍼, 도체의 금속 등을 사용할 수 있고, 표면(21)에 직교하는 방향의 두께는 예를 들면, 0.1mm 내지 0.5mm로 할 수 있다. 본 예에서는 상기 두께는 0.3mm로 하였다. 또한, 기체(2)의 Z축 방향의 높이는 0.6mm로 하였다.

자성 아모퍼스 와이어(3)는 영자(零磁) 왜곡 아모퍼스의 CoFeSiB계 합금으로 이루어지고, 예를 들면, 직경 20μm 이하로 할 수 있다. 여기에서는 직경을 10μm로 하였다. 그리고, 이 자성 아모퍼스 와이어(3)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 기체(2)의 표면(21)에 기체(2)의 Z축 방향의 전체에 걸쳐 배치되어 있다. 본 예에서는 이 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이는 0.6mm로 하였다.

이 자성 아모퍼스 와이어(3)의 양단에 있어서의 와이어 통전단(31)은 기체(2)의 표면(21)에 형성된 통전 패드(310)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 한 쌍의 통전단(31) 사이의 부분은 피복 절연체(4)에 의해 피복되어 있다. 피복 절연체(4)는 예를 들면 산화 알루미늄, 산화 규소 등의 무기질의 절연 재료나 에폭시계 수지 등의 유기질의 절연재료를 사용하여 구성할 수 있다.

그리고, 피복 절연체(4)의 외주면에 검출 코일(5)이 형성되어 있다. 검출 코일(5)은 기체(2)의 표면(21)에 성막된 평면 패턴(501)과, 피복 절연체(4)의 외측 표면에 성막된 유체 패턴(502)이 적절하게 접속됨으로써, 피복 절연체(4)의 외주를 나선형으로 권취하도록 배치되어 있다. 그리고, 검출 코일(5)의 권취 패턴의 양단이 코일 통전단(51)이다. 여기에서, 검출 코일(5)의 권수는 15턴이다.

본 예에 있어서는 기체(2)의 표면(21)으로부터 솟아올라오도록, 자성 아모퍼스 와이어(3), 피복 절연체(4), 검출 코일(5)을 배치하고 있지만, 특허문헌 1의 도 2에 개시되어 있는 바와 같이, 기체에 홈을 형성하고, 그 홈 속에 자성 아모퍼스 와이어, 피복 절연체, 검출 코일을 배치하여도 좋다. 단, 이러한 홈을 형성하면, 기체를 두껍게 할 필요가 있기 때문에, 소형화 관점에서는 본 예의 구조를 채용하는 것이 바람직하다.

한 쌍의 코일 통전단(51)에는 기체(2)의 표면(21)에 형성된 코일용 접속 배선(120)의 일단이 접속되어 있다. 또한, 한 쌍의 와이어 통전단(31)에는 통전 패드(310)를 개재하여, 기체(2)의 표면(21)에 형성된 와이어용 접속 배선(110)의 일단이 접속되어 있다.

와이어용 접속 배선(110)의 타단은 와이어용 전극 단자(11)에 접속되고, 코일용 접속 배선(120)의 타단은 코일용 전극 단자(12)에 접속되어 있다.

또한, 기체(2)의 표면(21)에 설치된 단자대(6)는 에폭시계 수지나 세라믹 등의 절연체로 이루어지고, 와이어용 접속 배선(110) 및 코일용 접속 배선(120)을 덮도록 형성되어 있다. 그리고, 단자대(6)는 기체(2)의 Z축 방향에 있어서의 일단[상단(22)]으로부터, 충분히 내측으로 후퇴한 위치(예를 들면, 150 내지 550μm 후퇴한 위치)에, Z축에 직교하는 평탄면인 단자 탑재면(61)을 설치하여 이루어진다. 여기에서는 단자 탑재면(61)을 상단(22)으로부터 200μm 후퇴시키고 있다.

이 단자 탑재면(61)에 상기 한 쌍의 와이어용 전극 단자(11) 및 한 쌍의 코일용 전극 단자(12)를 설치하고 있다.

본 예에 있어서는, 단자대(6)는 자성 아모퍼스 와이어(3), 피복 절연체(4), 및 검출 코일(5)의 형성 영역, 및 단자 탑재면(61)으로부터 상기 단자 탑재면(61)이 향한 방향에 있어서의 기체(2)의 단면[상단(22)]까지의 영역을 제외하고, 기체(2)의 표면(21)의 전체면에 형성되어 있다.

또한, 단자대(6)의 두께, 즉 단자 탑재면(61)의 폭은 예를 들면 80 내지 150μm이다. 여기에서는 단자 탑재면(61)의 폭을 100μm로 하였다.

와이어용 접속 배선(110)에 있어서의 와이어용 전극 단자(11)측의 단자부(111)는 단자 탑재면(61)으로부터 일부가 튀어나오도록 형성되고, 와이어용 전극 단자(11)와 접속되어 있다. 마찬가지로, 코일용 접속 배선(120)에 있어서의 코일용 전극 단자(12)측의 단자부(121)도 단자 탑재면(61)으로부터 일부가 튀어나오도록 형성되고, 코일용 전극 단자(12)와 접속되어 있다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, MI 센서 소자(1)는 소위 Z축용으로서 IC 칩(7)에 실장되고, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향이 IC 칩(7)의 주면(71)에 직교하도록 배치되어 있다. IC 칩(7)은 마더보드와 IC 칩(7)을 접속하기 위한 IC 기판(73)에 탑재되어 있고, IC 기판(73)의 주면(731)과 IC 칩(7)의 주면(71)은 서로 평행하게 되어 있다. MI 센서 소자(1)는 IC 칩(7) 옆에 있어서, IC 기판(73)의 주면(731)에 탑재되어 있다.

그리고, MI 센서 소자(1)에 있어서의 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)는 각각 IC 칩(7)의 주면(71)에 형성된 전자 회로에 있어서의 소정의 단자, 또는 IC 기판(73)의 주면(731)에 형성된 전자 회로에 있어서의 소정의 단자에 본딩 와이어(72)로써 전기적으로 접속된다. 구체적으로는 MI 센서 소자(1)에 있어서의 코일용 전극 단자(12)는 2개 모두 IC 칩(7)의 단자에 본딩 접속되어 있지만, 와이어용 전극 단자(11)는 한쪽이 IC 칩(7)의 단자에, 다른쪽이 IC 기판(73)의 단자에 각각 본딩 접속되어 있다.

또한, 이 접속 방법은 일 예이며, 예를 들면 MI 센서 소자(1)에 있어서의 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)의 모두를 IC 칩(7)의 단자에 접속하여도 좋고, IC 기판(73)의 단자에 접속하여도 좋다.

또한, IC 칩(7)에는 상기 IC 칩(7)의 주면(71)에 평행인 동시에 서로 직교하는 방향으로 자성 아모퍼스 와이어(30)를 구비한, X축용의 MI 센서 소자(10) 및 Y축용의 MI 센서 소자(100)가 실장된다. X축용의 MI 센서 소자(10) 및 Y축용의 MI 센서 소자(100)는 본 예의 Z축용의 MI 센서 소자(1)와 대략 동일한 구성 요소를 갖지만, 단자대(6)가 없고, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)가 기체(2)에 있어서의 자성 아모퍼스 와이어(30)를 설치한 면과 동일한 표면에 형성되어 있는 점에 있어서, Z축용의 MI 센서 소자(1)와 다르다.

이와 같이, 본 예의 MI 센서 소자(1)를 포함시킨 3개의 MI 센서 소자(1, 10, 100)에 의해서, 지자기(地磁氣)를 이용하여 3차원적인 방위를 검출하는 자기 방위 센서(70)를 구성하고 있다. 이러한 지자기 방위 센서(70)는 휴대 전화기 등의 휴대 단말 기기 등에 탑재할 수 있다.

또한, 여기에서는 본 예의 Z축용의 MI 센서 소자(1)를 X축용 및 Y축용의 MI 센서 소자(10, 100)와 조합하여, 3축의 자기 방위 센서(70)로 하였지만, 본 예의 MI 센서 소자(1)를 포함하는 2개의 MI 센서 소자에 의해 2축의 자기 방위 센서를 구성할 수도 있다.

또한, 본 예의 MI 센서 소자(1)는 이러한 자기 방위 센서에 한정되지 않고, 예를 들면, 전류 센서 등에 사용할 수도 있다. 이 경우에는 본 예의 MI 센서 소자(1)를 하나만 사용하여 센서를 구성할 수도 있다.

본 예의 MI 센서 소자(1)를 제조함에 있어서는 도 5에 도시하는 바와 같이, 다수의 MI 센서 소자(1)의 기체(2)의 모재인 기체 웨이퍼(20)에 자성 아모퍼스 와이어(3)나 검출 코일(5) 등을 형성한다. 즉, 예를 들면 10cm 사방 정도의 큰 기체 웨이퍼(20) 위에 있어서, 다수의 MI 센서 소자(1; 예를 들면 1mm 사방 이하의 크기)의 패터닝을 한번에 행한다.

이 때, 기체(2)의 표면(21)에는 단자대(6)의 형성도 행한다. 단자대(6)를 형성함에 있어서는 예를 들면 감광성 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 즉, 기체(2)의 표면(21) 전체에 수지를 도포한 후, 건조시키고, 다음으로, 단자대(6)를 형성하고자 하는 부분에만 빛이 접촉하도록 마스킹한 상태에서 수지를 노광한다. 다음으로, 현상액으로써 현상함으로써, 소정의 위치에 소정의 크기, 형상의 단자대(6)를 형성한다.

또한, 단자대(6)의 단자 탑재면(61)에 스퍼터링 및 도금을 사용하여, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 성막한다.

단자대(6), 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12) 이외의 형성 방법에 대해서는 생략하였지만, MI 센서 소자(1)의 모든 요소를 형성한 후, 도 6에 도시하는 바와 같이, 기체 웨이퍼(20)를, 다이싱 소우를 사용하여 절단하고, 개개의 MI 센서 소자(1)를 얻는다. 이 때, 다이싱 소우의 한정값(201; 예를 들면 200μm)을 고려하여, 절단면이 MI 센서 소자(1)의 원하는 윤곽이 되도록 한다.

다음에, 본 예의 작용 효과에 대해 설명한다.

상기 마그네토 임피던스 센서 소자(1), 단자 탑재면(61)을 갖는 단자대(6)를 구비하고, 단자 탑재면(61)은 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향에 있어서의, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 양단(311, 311) 사이에 배치되어 있다. 이로써, 단자대(6)의 단자 탑재면(61)에 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 용이하게 형성할 수 있는 동시에, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향에 있어서의 기체(2)의 전체에 걸쳐서, 자성 아모퍼스 와이어(3)를 배치할 수 있다. 그 결과, 기체(2)의 크기를 크게 하지 않고, 자성 아모퍼스 와이어(3)를 길게 할 수 있고, MI 센서 소자(1)의 대형화를 초래하지 않고, 감도를 높게 할 수 있다.

즉, 상술한 바와 같이, MI 센서 소자(1)를 제조함에 있어서는 일반적으로는 기체 웨이퍼(20)에 자성 아모퍼스 와이어(3)나 검출 코일(5) 등을 형성한 후, 이것을 절단하여 개개의 MI 센서 소자(1)를 얻는다. 이 때, MI 센서 소자(1)가 단자대(6)를 갖고 있는 것에 의해, 개개의 MI 센서 소자(1)로 절단하기 전의 상태에 있어서, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 용이하게 형성할 수 있다.

또한, MI 센서 소자(1)가 단자대(6)를 갖고 있는 것에 의해, 비교예에 제시하는 홈(도 14a의 부호 99 참조)을 기체 웨이퍼(20)에 형성할 필요도 없다. 따라서, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이를 MI 센서 소자(1) 전체의 길이와 동등하게 하는 것도 가능해져, MI 센서 소자(1)의 소형화와 고감도화의 양립이 가능해진다.

또한, 홈 가공 공정이 불필요하게 되기 때문에, 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에, 생산성 향상을 도모할 수 있다.

또한, 홈을 형성할 필요가 없기 때문에 기체(2)의 두께를 특히 크게 할 필요가 없어, MI 센서 소자(1)의 소형화가 용이해진다. 또한, 절삭 가공의 용이화도 특히 고려할 필요가 없어지기 때문에, 강도가 높은 재료를 기체(2)에 사용할 수도 있고, 그만큼, 기체(2)의 두께를 더욱 얇게 할 수도 있어, MI 센서 소자(1)의 소형화가 더욱 용이해진다.

또한, 단자대(6)는 자성 아모퍼스 와이어(3), 피복 절연체(4), 및 검출 코일(5)의 형성 영역 이외의 영역에 형성되어 있다. 이로써, 단자대(6)가 자성 아모퍼스 와이어(3), 피복 절연체(4), 및 검출 코일(5)을 덮는 일이 없기 때문에, 자성 아모퍼스 와이어(3)로 응력이 걸리는 것을 막고, 정확한 자계 검출을 확보할 수 있다.

이상과 같이, 본 예에 따르면, 감도가 높고, 소형화를 도모할 수 있는 마그네토 임피던스 센서 소자를 제공할 수 있다.

이하에 있어서는 도 7, 도 8을 사용하여, 실시예 1의 MI 센서 소자(1)에 대한 특성 평가에 대해 설명한다.

즉, MI 센서 소자(1)를 도 7에 도시하는 전자 회로(8)에 내장하고, 이하와 같은 자기 센싱 평가를 하였다.

상기 전자 회로(8)는 MI 센서 소자(1)의 자성 아모퍼스 와이어(3)에 입력하기 위한 펄스 신호를 발진하는 펄스 발진 회로(81)와, MI 센서 소자(1)의 검출 코일(5)에 있어서 생긴 검출 전압을 신호 처리하기 위한 신호 처리 회로(82)를 갖는다. 신호 처리 회로(82)는 검출 코일(5)과 출력 단자(83) 사이의 스위칭을 행하는 아날로그 스위치(821)와, 펄스 신호에 연동하여 아날로그 스위치(821)의 온 오프를 행하는 샘플 타이밍 조정 회로(822)와, 검출 코일(5)에 있어서 생긴 유기(誘起) 전압을 증폭하는 증폭기(823)를 갖는다.

펄스 발진 회로(81)는 주로 200MHz를 포함하는 170mA의 강도이며, 신호 간격이 1μsec인 펄스 신호를 생성하고, 이 펄스 신호를 자성 아모퍼스 와이어(3)에 입력한다. 이 펄스 전류는 정상치의 90%로부터 10%로 하강하는 차단 시간을 4나노초로 하였다. 이로써, 펄스 신호의 하강시에, MI 센서 소자(1)의 검출 코일(5)에 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향(Z축 방향)의 자계에 따른 유기 전압이 생긴다. 이 유기 전압을 아날로그 스위치(821)를 통하여 증폭기(823)에 의해 증폭하고, 출력 단자(83)로부터 출력한다.

이러한 전자 회로(8)를 사용하여, MI 센서 소자(1)를 수평축을 중심으로 하여 360°회전시키면서, 그 출력 특성을 평가한다.

우선, MI 센서 소자(1)의 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이 방향(Z축 방향)이 연직 방향을 향한 상태를 회전 각도 0°로 하고, 이 때의 MI 센서 소자(1)의 출력 신호의 크기를 0mV로 한다. 그리고, 이 MI 센서 소자(1)를 수평축을 중심으로 360°회전시켰다. 이 때의 출력 신호의 변화를 도 8에 도시한다.

동 도면으로부터 알 수 있는 것처럼, 출력 신호는 완전한 싸인 곡선을 그리고, 정밀도 좋게 지자기의 Z축 방향의 성분을 검출하고 있는 것을 알 수 있다. 이로써, 실시예 1에서의 MI 센서 소자(1)는 소형화하여도, 충분한 검출 정밀도를 확보할 수 있는 것을 알 수 있다.

(실시예 2)

본 예는 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같이, 실시예 1과 비교하여 단자대(6)의 크기를 작게 한 예이다.

즉, 단자대(6)의 Z축 방향의 높이를 짧게 하고 있다. 구체적으로는 실시예 1의 MI 센서 소자(1)에 있어서의 단자대(6)의 높이 0.4mm에 대하여, 본 예의 MI 센서 소자(1)에 있어서의 단자대(6)의 높이는 0.13mm로 하였다.

그 외는 실시예 1과 같다.

단자대(6)로서는 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 탑재하는 단자 탑재면(61)을 충분히 확보할 수 있으면, 본 발명의 효과를 충분하게 얻을 수 있다. 그러므로, 실시예 1과 같이, 기체(2)의 표면(21)에 있어서 큰 영역에 형성할 필요는 반드시 없고, 기체(2)와의 밀착성이 손상되지 않으면, 단자대(6)는 단자 탑재면(61)의 면적을 충분히 유지하면서, 다양한 형태를 취하는 것이 생각된다.

즉, 상기 이외에도, 예를 들면, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)의 각각에 대응하도록 개별로 분할하여 형성한 단자대로 하여도 좋고, 계단형으로 형성한 단자대로 하여도 좋다.

(비교예)

본 예는 도 11 내지 도 13에 도시하는 바와 같이, 실시예 1, 2에서 제시한 단자대(6)를 설치하지 않고, 기체(92)에 직접, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 설치한 마그네토 임피던스 센서 소자(9)의 예이다.

본 예의 MI 센서 소자(9)는 실시예 1, 2과 마찬가지로, 기체(92)의 표면(921)에 자성 아모퍼스 와이어(93), 피복 절연체(4), 검출 코일(5), 와이어용 접속 배선(110), 코일용 접속 배선(120)을 형성하여 이루어진다. 그리고, 기체(92)에 있어서의 자성 아모퍼스 와이어(93)의 길이 방향(Z축 방향)의 일단에 계단부(96)를 갖고, 그 Z축 방향과 직교하는 면에, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 설치하여 이루어진다.

상기 계단부(96)는 기체(92)에 있어서의 Z축 방향 및 두께 방향에 직교하는 방향(도 11의 좌우 방향)의 전체에 걸쳐서 형성되어 있다.

또한, 자성 아모퍼스 와이어(93), 피복 절연체(4), 및 검출 코일(5)로 이루어지는 구성체의 구성은 실시예 1과 같으며, 그 크기나 검출 코일(5)의 권취 수 등도 같다.

이러한 계단부(96)는 자성 아모퍼스 와이어(3)와 직교하는 면에 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 형성할 필요가 있는, 소위 Z축용의 MI 센서 소자(9)에 있어서, 제조상의 관점으로부터 필연적으로 형성되게 된다.

즉, 이러한 MI 센서 소자(9)를 제조함에 있어서는 상술한 바와 같이, 다수의 MI 센서 소자(9)의 기체(92)의 모재인 기체 웨이퍼(920)에 다수의 MI 센서 소자(9)의 패터닝을 한번에 행한 후, 도 14b에 도시하는 바와 같이, 기체 웨이퍼(920)를 다이싱 소우(98)에 의해 절단하고, 각각의 MI 센서 소자(9)로 분리한다.

여기서, 절단되기 전의 기체 웨이퍼(920)의 표면에는 나중에 절단하는 절단선을 따라서 홈(99)이 형성되어 있다. 즉, 기체 웨이퍼(920)의 상태로, 도 14a에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 깊이 200μm, 폭 200μm의 홈(99)을 형성해 둔다. 그 후, 홈(99)의 내측면(991) 및 이것에 연속하는 기체(92)의 표면(921)에 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)의 패터닝을 행한다. 그리고, 다이싱 소우(98)에 의한 절단을 홈(99)의 내측면(991)보다도 약간(예는 70μm) 외측에서 행한다. 이로써, 절단전의 상태에서, 홈(99)의 내측면(991)에 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)의 패터닝을 행할 수 있다.

그리고, 도 14c에 도시하는 바와 같이, 절단 후에는 이 홈(99)의 일부분이 상기 계단부(96)로서 남게 된다.

상기한 바와 같이 홈 가공을 행한 후에 기체 웨이퍼(920)를 절단하는 것은 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)의 형성이 끝날 때까지, 기체 웨이퍼(920)의 일체성을 유지하기 위해서이다.

즉, 상기와 같은 Z축용의 MI 센서 소자(9)는 상기한 바와 같이, 자성 아모퍼스 와이어(93)와 직교하는 면에 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 형성할 필요가 있기 때문에, 상기 기체(92)의 표면(921)과 직교하는 면을 기체(92)에 형성할 필요가 있다. 그러므로, 홈 가공을 행하지 않으면, 기체 웨이퍼(920) 상태인 채로 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)의 패터닝을 행할 수 없다. 홈 가공을 행하지 않는 경우, 분리된 기체(2)의 하나하나에 대하여 개별로 전극 단자를 형성해야만 하여, 생산성이 현저하게 저하한다. 그러므로, 홈 가공을 행함으로써, 기체 웨이퍼(920)의 일체성을 유지한 채, 전극 단자의 형성을 행할 수 있도록 하고 있다.

그런데, 홈(99)의 일부분으로서 남는 상기 계단부(96)가 기체(92)의 Z축 방향의 일단의 전체에 걸쳐 존재함으로써, 도 11에 도시하는 바와 같이, 자성 아모퍼스 와이어(93)의 길이를 기체(92)의 Z축 방향 길이보다도 짧게 해야만 한다. 예를 들면 기체(92)의 상단(922)과 계단부(96)의 단차가 70㎛라면, 자성 아모퍼스 와이어(93)를 기체(92)보다도 70μm 이상 짧게 하게 된다. 또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)에 접속되는 본딩 와이어(72)의 높이를 고려하면, 본딩 와이어(72)를 포함시킨 MI 센서 소자(9)의 Z축 방향의 점유 높이H(도 12)에 대하여, 자성 아모퍼스 와이어(93)의 길이L(도 11)이 크게 밑돌게 된다.

또한, 상기한 바와 같이, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 배치하기 위해서 계단부(96)를 기체(92)에 형성하기 위해서는 홈 가공을 행할 필요가 있다. 그렇게 하면, 제조 비용이 비싸지는 동시에, 기체(92)의 강도를 확보하기 위해 두께를 두껍게 할 필요가 있다. 또한, 기체(92)에 홈 가공하는 것을 생각하면, 가공이 용이한 재료를 기체(92)로서 선정할 필요가 있지만, 이러한 재료는 기계적 강도가 아무래도 낮기 때문에, 기체(92)의 두께를 더욱 크게 할 필요가 생긴다.

그 결과, MI 센서 소자(9)의 두께도 커지게 된다.

이렇게, 본 예의 MI 센서 소자(9)는 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이를 길게 하면서, 소형화를 도모하는 것이 곤란하다.

이것에 대하여, 상술한 바와 같이, 본 발명의 MI 센서 소자(1)(실시예 1, 3)는 도 1, 도 9에 도시하는 바와 같이, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이를 기체(2)의 Z축 방향의 길이와 동등할 때까지 길게 하는 것이 가능해지기 때문에, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이를 길게 하면서, MI 센서 소자(1)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 MI 센서 소자(1)는 상기와 같은 홈 가공의 필요도 없기 때문에, 기체(2)의 두께를 크게 할 필요도 없어, 더욱 소형화를 가능하게 한다.

또한, 단자대(6)에 있어서의 단자 탑재면(61)의 위치도 자유롭게 설정할 수 있기 때문에, 단자 탑재면(61)과, 기체(2)의 Z축 방향의 상단 사이의 거리를 충분히 크게 할 수도 있다. 이로써, 도 2에 도시하는 바와 같이, 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)에 본딩 와이어(72)를 접속하여도, 본딩 와이어(72)의 상단을 기체(2)의 상단으로부터 돌출하지 않도록 할 수도 있다. 그러므로, 본딩 와이어(72)를 포함시킨 MI 센서 소자(1)의 점유 높이에 대해서도, 자성 아모퍼스 와이어(3)의 길이가 짧아지는 것을 막을 수 있다.

여기서, 본딩 와이어를 포함시킨 MI 센서 소자의 Z축 방향의 점유 높이H와, 자성 아모퍼스 와이어의 길이L의 비(H/L)를, MI 센서 소자의 소형화 지표φ로서, 실시예 1의 MI 센서 소자(1)와, 비교예의 MI 센서 소자(9)를 비교하였다. 소형화 지표φ가 작을수록(1에 근접할수록) 동등한 성능에서의 소형화가 달성되게 된다.

우선, 비교예의 MI 센서 소자(9)의 소형화 지표φ를 산출한다.

비교예의 MI 센서 소자(9)의 기체(92)의 Z축 방향의 하단(923)으로부터 계단부(96)까지의 높이는 0.6mm이며, 계단부(96)로부터 상단(922)까지의 높이가 0.07mm이다. 또한, 계단부(96)로부터의 본딩 와이어(72)의 Z축 방향 높이는 0.15mm이다. 따라서, 비교예의 MI 센서 소자의 점유 높이H(도 12)는 H=0.6mm+0.15mm=0.75mm이다.

따라서, 비교예의 MI 센서 소자의 소형화 지표φ는 φ=0.75mm/0.6mm=1.25로 된다.

한편, 실시예 1의 MI 센서 소자(1)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 본딩 와이어(72)가 기체(2)의 상단(22)보다도 아래쪽에 위치하기 때문에, 본딩 와이어를 포함시켜도, 그 Z축 방향의 점유 높이H(도 1)는 기체(2)의 Z축 방향 높이와 일치하여, 0.6mm이다. 그리고, 자성 아모퍼스 와이어(3)는 기체(2)의 Z축 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있기 때문에, 그 길이L도 0.6mm이다.

따라서, 실시예 1의 MI 센서 소자의 소형화 지표φ는 φ=0.6mm/0.6mm=1이 된다.

즉, 실시예 1의 MI 센서 소자는 비교예의 MI 센서 소자에 대하여, Z축 방향에 20%의 소형화를 실현하고 있다. 즉, 같은 자성 아모퍼스 와이어의 길이, 즉 같은 자기 감도를 확보하면서, Z축 방향의 소형화를 20% 실현할 수 있다.

또한, 본딩 와이어 이외의 접속 방법(예를 들면 땜납 접속)을 채용하는 경우 등에는 본딩 와이어의 높이를 고려할 필요가 없지만, 이 경우라도, 실시예 1의 MI 센서 소자(1)는 비교예의 MI 센서 소자(9)보다도 소형으로 된다.

즉, 이 경우, 비교예의 MI 센서 소자(9)의 소형화 지표(7)는 φ=0.67mm/0.6mm≒1.12가 되고, 실시예 1의 MI 센서 소자(1)의 소형화 지표φ는 φ=0.6mm/0.6mm=1이 된다. 따라서, 이 경우에도, 약 10%의 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 비교예의 MI 센서 소자(9)는 상기와 같이 홈 가공이 필요하기 때문에, 절삭 가공이 용이한 강도가 낮은 세라믹스를 기체(92)의 재료로 사용하게 된다. 그 때문에, 그 두께(자성 아모퍼스 와이어(93)를 배치한 기체(92)의 표면(921)과 직교하는 방향의 두께)도 0.5mm로 두껍게 하고 있다.

이것에 대하여, 실시예 1의 MI 센서 소자(1)에서는 홈 가공을 고려할 필요가 없기 때문에, 강도가 높은 세라믹스를 사용하고 있고, 기체(2)의 두께를 0.3mm로 하고 있다. 그리고, 단자대(6)의 두께(0.1mm)를 더하여도, MI 센서 소자(1)의 두께는 0.4mm가 된다. 즉, MI 센서 소자의 두께에 대해서도, 비교예와 비교하여, 실시예 1쪽을 얇게 할 수 있다.

이상과 같은 실시예 1과 비교예의 차이는 실시예 2와 비교예 사이에 있어서도 같은 것을 말할 수 있다.

또한, 가령 비교예에서 홈 가공을 행하지 않고 와이어용 전극 단자(11) 및 코일용 전극 단자(12)를 형성할 수 있었다고 해도, 와이어 본딩을 행하는 경우에는 결국, 본딩 와이어를 포함시킨 MI 센서 소자의 Z축 방향의 점유 높이H와, 자성 아모퍼스 와이어의 길이L의 비(H/L)인 MI 센서 소자의 소형화 지표φ는 커져 버린다. 즉, 이 경우, 자성 아모퍼스 와이어의 길이L을 0.60mm로 하였을 때, 본딩 와이어를 포함시킨 MI 센서 소자의 Z축 방향의 점유 높이H는 0.75mm로 길어진다. 그러므로, 소형화 지표φ는 φ=0.75mm/0.60mm=1.25가 되고, 실시예 1의 φ=1에 비하여 크다. 즉, 이 경우와 비교하여도, 본 발명의 MI 센서 소자는 동성능에서의 소형화를 실현할 수 있게 된다.

1: MI 센서 소자 2: 기체
3: 자성 아모퍼스 와이어 4: 피복 절연체
5: 검출 코일 6: 단자대
11: 와이어용 전극 단자 12: 코일용 전극 단자
51: 코일 통전단 61: 단자 탑재면
110: 와이어용 접속 배선 120: 코일용 접속 배선

Claims

비자성체로 이루어지는 기체와;
상기 기체 위에 보유된 자성 아모퍼스 와이어(a magnetic amorphous wire)와;
상기 자성 아모퍼스 와이어가 내측을 관통하도록 형성한 피복 절연체와;
상기 피복 절연체 주위에 형성한 검출 코일과;
상기 기체에서 상기 자성 아모퍼스 와이어를 배치한 측의 표면으로부터 상승하는 단자 탑재면을 갖는 절연체로 이루어지는 단자대와;
상기 단자 탑재면에 형성한 와이어용 전극 단자 및 코일용 전극 단자와;
상기 와이어용 전극 단자와 상기 자성 아모퍼스 와이어에 설치한 한 쌍의 와이어 통전단을 전기적으로 접속하는 와이어용 접속 배선; 및
상기 코일용 전극 단자과 상기 검출 코일에 설치한 한 쌍의 코일 통전단을 전기적으로 접속하는 코일용 접속 배선을 가지며,
상기 단자 탑재면은 그의 법선이 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향 성분을 갖고, 또한, 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향에 있어서, 상기 자성 아모퍼스 와이어의 양단 사이에 배치되어 있으며,
상기 단자대는 상기 자성 아모퍼스 와이어, 상기 피복 절연체, 및 상기 검출 코일의 형성 영역 이외의 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네토 임피던스 센서 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 단자 탑재면은 그의 법선이 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향으로 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네토 임피던스 센서 소자.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전자 회로를 형성하여 이루어지는 IC 칩에 상기 IC 칩의 주면의 법선 방향으로 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향이 향하도록 실장하기 위한 소자인 것을 특징으로 하는 마그네토 임피던스 센서 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전자 회로를 형성하여 이루어지는 IC 칩을 탑재한 IC 기판에 상기 IC 기판의 주면의 법선 방향으로 상기 자성 아모퍼스 와이어의 길이 방향이 향하도록 실장하기 위한 소자인 것을 특징으로 하는 마그네토 임피던스 센서 소자.