KR960004440B1 - 자기저항센서 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

자기저항센서

[도면의 간단한 설명]

제1도는 종래의 자기저항센서가 구비된 VCR용 모우터의 개략도.

제2a도 및 2b도는 각각 종래의 자기저항센서에 대한 평면도 및 단면도.

제3a도 및 3b도는 각각 종래의 자기저항센서와 회전자 면이 서로 대향하고 있는 상태를 나타내는 단면도.

제4a도는 종래의 다른 자기저항센서의 평면도.

제4b도는 4a도의 A-A선 단면도.

제5a도, 5b도 및 5c도는 각각 본 발명에 의한 자기저항센서 펠릿의 제1실시예를 나타내는, 제5a도의 A-A선 평면도, 측면도 및 단면도.

제6a도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제1실시예의 제조전의 기판 구조에 대한 평면도.

제6b도는 6a도의 A-A선 횡단면도.

제7a도는 와이어본딩 및 트랜스퍼 모울딩하여 최종소자를 형성하는 본 발명의 자기저항센서의 제1실시예를 나타내는 평면도.

제7b도는 제7a도의 A-A선 단면도.

제8도는 와이어본딩 및 사출모울딩하여 최종소자를 형성하는 본 발명의 자기저항센서의 제1실시예를 나타내는 단면도.

제9도는 제7b도 또는 제8도에 도시된 소자와 회전자 면이 서로 대향하고 있는 상태를 나타내는 단면도.

제10a도 및 10b도는 각각 구멍이 형성된 세라믹 그린 시이트를 나타내는 평면도와 단면도.

제11a도 및 11b도는 각각 판형 세라믹 그린 시이트를 나타내는 평면도와 단면도.

제12a 내지 12e도는 본 발명에 의한 자기저항센서를 제조하기 위한(하나의 칩에 대응하는) 기판의 구조를 나타내는 단면도.

제13a도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제2실시예에 대한 평면도.

제13b도는 제13a도의 A-A선 횡단면도.

제14도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제3실시예에 대한 평면도.

제15도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제4실시예에 대한 평면도.

제16도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제5실시예에 대한 평면도.

제17도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제6실시예에 대한 평면도.

제18a도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제7실시예에 대한 평면도.

제18b도는 제18a 도의 A-A선 단면도.

제19a도는 용접기에 의한 리드본딩에 의해 제18a 및 18b도에 도시된 자기저항센서 펠릿의 단자 전극부상에 전기 접속되는 소자의 평면도.

제19b도는 제19a도의 A-A선 단면도.

제20a도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제8실시예에 대한 평면도.

제20b도는 제20a도의 A-A선 단면도.

제21도는 본 발명에 의한 자기저항센서의 제9실시예에 대한 단면도.

제22 및 제23도는 각각 본 발명에 의한 자기저항센서의 제10 및 제11실시예들에 대한 평면도.

제24a도 및 24b도는 각각 본 발명에 의한 제12실시예에 대한 평면도 및 단면도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 강자성 박막을 구비하고, 예를 들어 비디오 카세트 레코더(VCR)용 캡스턴 모우터 및 자기 인코우더에 사용되는 자기저항센서에 관한 것이다.

[배경기술]

최근에, 자기 인코우더의 정밀한 제어 혹은 VCR용 캡스턴 모우터의 정밀한 제어를 하기 위해 강자성 박막을 구비한 자기저항센서가 이용되고 있으며 고정밀도로 모우터를 제어하기 위해서는 그런 센서가 필요하다. 제1도는 종래 자기저항센서가 합체되어 있는 VCR용 캡스턴 모우터의 개략 단면도이다. 제1도에 나타낸 이 캡스턴 모우터에서 참조번호 16,17 및 10'는 각각 회전자 요크, 회전자 자석 및 N극들과 S극들이 작은 피치로 교대로 자화되어 있는 주파수 발생 자석(FG 자석)을 나타내고 이들 소자들은 회전자 부분을 구성한다. 참조번호 18은 모우터를 구동하기 위해 고정자를 나타내고 참조번호 19는 기부를 나타낸다.

참조번호 15는 수지로 만들어진 홀더(15H)에 고정되어 있는 자기저항센서를 나타내며, 자계 검출부(15S)는 항상 약 100㎛의 거리에서 FG 자석(10')에 면하도록 배치되어 모우터의 회전제어는 자기저항센서로부터의 출력신호에 의해 수행된다. 참조번호 7은 자기저항센서(15)와 인쇄회로기판(20)을 전기적으로 연결하기 위한 자기저항센서의 리드부를 나타낸다.

FG 자석은 대개 작은 피치로 자화되고 따라서 생성된 자계 강도는 작다. 이러한 이유에서, 자기저항센서(15)와 FG 자석(10')간의 갭이 크다면 요망의 출력을 얻을 수 없다.

제2a도는 자기저항센서가 수지로 만들어진 홀더에 부착되기 전의 종래 자기저항센서에 대한 평면도이고 제2b도는 제2a도의 선 A-A선 따른 단면도이다. 참조번호 15S, 15M 및 7은 각각 자기저항센서(15)의 자계 검출부, 리드본딩부를 강화하기 위한 모울딩부 및 리드를 나타낸다. 제2a도 및 2b도에 나타낸 바와 같은 구조에서 리드와 센서 펠릿간의 전기적 연결은 항상 땜납에 의한 본딩을 통해 수행된다. 더욱이, 전기적 단락이 종종 일어나고 리드는 노출 상태에 있을 때 때때로 리드본딩부로부터 떨어진다. 즉, 그런 단점을 제거하기 위해 모울딩에 의해 본딩부는 강화된다. 본딩부의 강화는 대개 에폭시 수지 등과 같은 수지로 이루어지며 수지의 두께는 리드 두께 이상 이어야 하며 특히 200㎛ 혹은 그보다 더 두꺼워야 한다.

이 센서는 제3a도에 나타낸 바와 같이, 자계 신호를 생성하는 FG 자석(10)을 향하도록 배치된다. 그리고 자계 검출부(15S)와 FG 자석(10)의 표면간의 최소갭은 수지의 모울딩부가 거의 자석에 접촉할 정도로 자석에 접근하는 경우에도 200㎛ 보다 더 크게 된다. 최근에, 모우터는 소형화 되고 있는 고정도를 만들어지며 따라서 FG 자석의 자화 피치가 더 작아져서 그런 자석에 의해 생성된 자계 강도는 매우 작은 값을 갖는다. 그러므로, 상기 설명한 바와 같이, 자계 검출부(15S)와 FG 자석(10)간의 갭이 200㎛만큼 크다면 센서로부터의 바라는 출력신호를 얻을 수 없다. 상기 설명한 바와 같이, 갭이 100㎛정도 혹은 그보다 더 작지 않으면 센서로부터의 출력신호의 바라는 값을 얻을 수 없다. 이러한 이유에서, 제3b도에 나타낸 바의 종래 기술에서 모울딩부(15'M)는 FG 자석으로부터 떨어져 있도록 배치된다. 그러나, 소자가 그런식으로 배치되면 모울딩부와 회전자의 접촉을 방지하기 위해 회전자 아래에 큰 공간이 배치된다. 그러나, 소자가 그런식으로 배치되면 모울딩부와 회전자의 접촉을 방지하기 위해 회전자 아래에 큰 공간이 필요하다. 그러므로 이것은 모우터의 두께를 감소시키는 것을 어렵게 한다. 자기저항센서로의 최대 출력신호를 얻기 위하여, 자계 검출부(15'S)의 전 영역이 회전자의 자화면을 향하도록 하는 것이 필요하다.

일반적으로, 회전자가 회전하는 동안에 약 수백 마이크로미터 정도로 상하로 이동되는 것이 때때로 관찰된다. 따라서, 센서 출력의 감소를 방지하기 위하여, 회전자 위치가 상하 이동한다 하여도 자계 검출부와 자화면이 항상 서로를 향하고 있으므로 자계 검출부(15'S)의 하단과 수지로 강화된 모울딩부(15'S)의 상부단 사이에 큰 거리를 유지시키는 것이 불가피하다. 이것은 센서 소자의 소형화의 큰 장애이다. 또다른 종래 자기저항센서는 일본국 실용신안등록출원 공개번호 158966/1986)에 공지되어 있다.

제4a도는 그의 평면도이고 제4b도는 제4도의 선 A-A에 따른 단면도이다. 제4b도에 나타낸 바와 같이, 이 센서는 단자 전극부(21T)가 실리콘 기판(21)상에 형성된 선형 계단의 하부에 형성되도록 설계되어 있다. 참조번호 21S, 21M 및 6은 각각 자계 검출부, 모울딩부 및 단자 전극부(21T)와 리드(7)를 전기적으로 연결하는 배선부이다. 단차부를 좀더 크게함으로써 전술한 종래의 센서와는 달리, 수지의 모울딩을 통해 단자부를 보강시킬 때 조차, 자계 검출부가 형성된 표면의 수준 보다 수지 모울딩면이 돌출하지 않도록 이 센서를 설계하는 것이 가능하다. 센서를 이러한 구성을 갖도록 설계할 경우, FG 자석과 같은 자기 신호원과 센서면 사이에 거리 또는, 센서를 배치할 위치를, 제3a도 및 3b도를 참조로 설명한 종래의 센서에서 관찰된 제약 없이 임의로 설정할 수 있다.

우선, 상기한 구성의 소자를 제조키 위해서는, 기판은 제조하고 이어서 소자를 준비하기 전에 선형 또는 밴드형 부분을 만들기 위한 별도의 과정이 필요하다. 또한 하기의 문제점으로 인해, 상기한 구성을 갖는 소자를 실제로 제작하는 것이 매우 어렵다. 첫 번째, 문제점은 기판나의 구조에 관한 것이다. 모울딩부 면의 수준을 자계 검출부가 형성된 표면의 수준 보다 낮게 제한키 위해서는 밴드형 단차부의 수준이 차이가 적어도 200㎛ 정도는 되어야 한다. 특정한 실례로서, 일본국 실용신안등록출원 공개 제158966/1986호에는, 단차부를 Si 기판을 에칭하여 형성하는 구성이 개시되어 있다. 그러나 단차부의 형성이 모든 부분을 한번의 에칭만을 통하여, 단차부를 얻을 수 없는 어려움이 있으며, 따라서 수십회 이상의 에칭 공정을 반복할 필요가 있다. 즉, 수많은 회수의 에칭 공정을 반복해야 하므로, 그렇게 얻어진 기판은 제조비가 매우 고가이다.

또다른 문제점은 기판 제조상의 어려움에 있다. 특히, 포토리소그래피 공정을 수행하기가 매우 어렵고, 정도가 높은 패턴을 수득하기가 불가능하다. 제4b도에 도시된 바와 같은 센서 소자의 밴드형 단차부를 마련코자할 경우, 단차부의 하부상에 단자 전극부를 형성해야 한다. 그러나 수준의 차이가 크기 때문에 포토리소그래피 공정을 통해 하부 단차부의 밴드형 부분상에 패턴을 형성하는 것이 불가능하다. 그러므로, 충분한 대량 생선 및 생산성을 보장할 수 없다. 또한, 포토리소그래피 공정을 통해 단자 전극부를 형성하는 것이 불가능하므로, 미세한 단자 패턴을 정도 높게 형성할 수 없어, 단자들과 그의 크기간의 차이가 크게되고, 따라서 센서 소자의 크기 또는 증가된다. 한편, 센서 소자의 폭을 억지로 작게할 경우, 단자 전극부가 동일선(또는 밴드)상에 존재하므로, 전술한 구성을 갖는 종래의 센서 소자는 단자 사이의 전기적 단락이 발생되고 결선이 서로 접촉하는 문제점을 갖게 된다.

전술한 바와 같이, 모울딩부의 표면이 자계 검출부가 형성된 표면의 수준 보다 돌출되지 않는 구성을 갖고, 대량 생산과, 와이어본딩 기술을 통한 접속이 효과적이고 높은 신뢰성을 갖는 어떠한 소자도 제안된 바가 없다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 것으로서, 단자부 상으로의 모울드의 돌출로 인한 악 영향이 없고, FG 자석으로서의 자기 신호원의 표면과 센서의 자계 검출부간의 거리는 물론, 센서의 배열 위치를 임의로 형성할 수 있는 즉, 리드 유출부가 자기 신호의 검출에 장애가 되지 않는 자기저항센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 소자 펠릿의 단자 전극부와 리드 사이의 전기적 접속을 높은 내열성과 신뢰성을 보장하는 결선 방법을 통해 수행할 수 있고, 또한 대량 생산을 가능케 하는 웨이퍼 공정에 따라 제조할 수 있는 구성을 갖는 자기저항센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 코너부들을 포함하는 표면을 갖는 기판으로서, 상기 기판은 적어도 2개의 코너부들을 갖고, 상기 적어도 2개의 코너부들의 표면수준은 상기 적어도 2개의 코너부들을 제외한 나머지 기판표면의 수준 보다 더 낮고, 나머지 기판표면은 실질적으로 평평한 기판, 상기 더 낮은 기판표면을 갖는 상기 적어도 2개의 코너부들에 각각 별도로 배치된 적어도 2개의 단자 전극부들, 상기 적어도 2개의 코너부들 이외의 상기 나머지 기판표면상에 배치된 패턴 강자성 박막을 포함하는 자계 검출수단, 상기 표면상에 배치되어 상기 자계 검출수단을 상기 적어도 2개의 단자 전극부들에 연결하는 배선부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기저항센서가 제공된다.

상기 기판의 상기 표면상의 상기 적어도 2개의 코너부들은 상기 더 낮은 표면수준을 형성하는 단차부들을 갖거나, 택일적으로 상기 기판의 표면상의 상기 적어도 2개의 코너부들은 상기 더 낮은 표면수준을 형성하기 위해 상기 나머지 기판표면에 대해 경사져 있을 수도 있다.

상기 기판의 외부형상은 정사각형일 수도 있다.

상기 자계 검출수단은 길이방향을 갖는 센서 패턴을 포함하고, 상기 센서 페턴의 길이방향이 상기 정사각형 기판의 대각선에 나란하게 형성될 수도 있다.

상기 단자 전극부들은 상기 기판의 표면 중심에 대해 서로 대칭적 위치에 배치된 입력 및 출력 단자들을 포함할 수도 있다.

상기 단자 전극부들이 배치되어 있는 상기 코너부들의 상기 더 낮은 표면수준은 상기 자계 검출수단이 배치되어 있는 상기 기판표면수준 보다 적어도 50㎛ 더 낮을 수도 있다.

상기 기판의 상기 한 표면상에서, 상기 코너부들을 제외한 주변부들 일부의 표면수준은 상기 자계 검출수단이 배치되어 있는 표면수준 보다 낮을 수도 있다.

상기 기판의 표면상에 배치되어 있는 전기 저항소자를 또한 포함하거나, 상기 기판의 표면상에 배치되어 있는 기능 소자를 또한 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 코너부들을 포함하는 표면을 갖는 자기저항센서 기판으로서, 상기 기판은 나머지 기판표면의 수준 보다 더 낮은 적어도 2개의 코너부들의 표면수준을 갖는 기판, 상기 더 낮은 표면수준을 갖는 상기 적어도 2개의 코너부들에 각각 별도로 배치된 적어도 2개의 단자 전극부들, 상기 적어도 2개의 코너부들 이외의 상기 나머지 기판표면상에 배치된 강자성 박막을 포함하는 자계 검출수단, 상기 단자 전극부에 연결되고 반도체 기판상에 배치된 집적회로 소자를 포함하는 자기 신호 처리부를 구비함을 특징으로 하는 자기저항센서가 제공된다.

본 발명에 의한 자기저항센서에서 단자 전극부는, 높이가 자계 검출수단이 형성되는 일면이 높이 보다 낮은 기판상의 코너부에 형성된다.

따라서 소자의 소형화가 용이하며, 결선부의 보강을 위해 수지 모울드를 가하는 경우 수지 모울드는 자계 검출수단이 형성되는 일면과 모울딩부의 면이 거의 같아지도록 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 센서에도 와이어본딩 기술이 채용될 수 있으며 따라서 고 신뢰성을 갖는 센서 소자를 저렴하게 제조할 수 있다

[발명의 최선 실시 형태]

이하, 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.

다음 설명에서 ＂자기저항센서＂란 용어는 단자가 리드부에 전기 접속되고 소망의 부분이 모울드되는 것을 의미하고, ＂자기저항센서 펠릿(pellet)＂ 이란 용어는 자기저항센서로서 작용하는 주요 소자를 의미한다. 또한 자기저항센서와 자기저항센서 펠릿은 본 발명의 다른 실시예에서 서로 동일하게 취급된다.

[실시예 1]

제5a도는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기저항센서의 주요 소자인 자기저항센서 펠릿의 평면도이고, 제5b도는 그 측면도이며, 제5c도는 제5a도의 A-A선을 따른 단면도이다. 이 실시예는 네 개의 코너에 직사각형 효홈(1A)을 갖는 알루미나와 같은 세라믹으로 제조된 절연 직사각형(1)으로 구성되는 네개의 단자를 갖는 자기저항센서 펠릿에 관한 것이다.

참고부호 2는 철-니켈 합금(Fe-Ni)의 강자성 박막, 2S는 자계 검출부, 2W는 배선부, 3은 요홈부(1A)에 형성된 단자 전극부, 4는 패시베이션막을 나타낸다. 이 센서 펠릿에서 자계 검출부의 센서 패턴은 이 패턴의 길이방향이 펠릿의 측면에 평행되도록 형성된다. 게다가 이 실시예에서 배선(2W)의 패턴은 대칭적으로 형성되는데, 달리 표현하면 상기 패턴은 특정의 오프셋 전압이 거의 발생하지 않은 구조를 가지도록 설계된다.

이의 제조방법은 다음과 같다.

제6a도, 6b도는 이 실시예에 따른 소자의 제조 이전의 기판의 구조를 도시한다. 제6a도는 기판의 평면도이다. 제6a도에서 점선으로 둘러싸인 빗금친 부분(1B)은 하나로 일체화된 센서 펠릿의 구역과 일치한다.

기판상의 요홈부의 구조는 세라믹 기판 제조를 위한 공정중 그 연소전에 그린 시이트에 대향해서 금형을 압축함에 의하여 형성되고 이에 따라 각 단계는 200㎛의 단계별 편차를 갖는다. 자기저항 효과를 나타내는 Fe-Ni 합금과 같은 강자성 재료는 기판의 전체 표면에 증착되며 이에 따라 강자성 박막(제5a도)이 형성된다. 결과적으로 포토레지스트 패턴은 포토리소그래피에 따라 기판상에 형성되고 이에 따라 제6a도에 도시된 효옴의 부분과는 다른 기판의 표면이 덮혀지고 단자 전극부(제5a도)는 증착 기술 또는 플레이팅과 같은 수단에 의하여 요홈부상에 형성된다.

이에 대하여 최상 부층은 금(Au)으로 와이어본딩을 할 수 있는 재료로 형성된다. 그후 자계 검출부(2S)와 배선부(2W)용 포토레지스트 패턴이 포토리소그래피에 따라서 다시 형성되고 이후 그 불필요한 부분은 에칭에 의하여 제거되며 이에 따라 센서 패턴이 형성된다. 소기의 부분은 패시베이션막으로 덮혀진다. 그후 최종 제품은 다이스와 같은 절단 수단을 제6a도에서 도시된 것과 같은 빗금친 부분(1B)에 각각 일치하는 센서 펠릿, 즉 일체형 센서 펠릿(칩)으로 절단된다. 상술한 것처럼 본 발명에 따른 자기저항센서는 통상의 반도체 제조공정중에 제조된다.

제7a도와 7b도는 다이본딩을 통하여 리드 프레임에 제5도에 도시된 자기저항센서 펠릿을 고착하고, 금와이어(6)의 본딩에 의하여 리드와 센서 펠릿의 단자 사이를 전기 접속하고, 서머셀 에폭시 수지(5)로 접속소자를 트랜스퍼 모울딩함에 의하여 얻어진 소자를 도시한다. 제7a도는 그 평면도이고, 제7b도는 제7a도의 A-A선을 따른 단면도, 이 경우에 펠릿의 구조는 입력과 출력용 단자 전극부와 센서 패턴의 각각이 제5a도 5b도에서 도시된 것처럼 180°대칭 관계를 이루도록 형성된다. 이 때문에 다이본딩을 통한 펠릿의 고착은 두가지 방법에 따라 수행된다. 즉, 특정 배향(orientation)을 갖는 패턴을 이 패턴을 180°회전시킴에 의하여 얻어진 패턴과 기하학적으로 일치한다. 그러므로 다이본딩을 통한 고착이 센서 소자를 준비하는 각각의 지향에서 수행된다면 최종 소자는 동일한 자기 신호원을 검출하고 동일한 출력신호를 주는 것을 가능하게 한다. 게다가 상기 구조를 가지는 소자에서 센서 펠릿과 리드(7)는 와이어(6)를 통하여 전기 접속되고, 이에 따라 소자는 ＂납땜중 내열시험＂에서 아주 높은 신뢰성을 가진다.

표 1은 본 발명에 따른 소자의 실시예 및 260℃에서 30초 동안 ＂납땜중 내열시험＂을 통하여 제2b도에 나타낸 땜납과 결합하여 얻어진 비교예를 시험하여 얻어진 결과(특성 변화)를 나타낸다.

본 발명에 따른 소자는 시험후에도 그 성질의 변화가 초래되지 않는다.

더욱이, 와이어본딩에 의한 전기 접속이 이루어진 제7a도 및 7b도에 나타낸 소자는 모울딩공정을 포함하는 자동 생산에 적합한 구조를 가지므로 제조공정을 간단히 할 수 있고, 상기 소자가 땝납으로 결합하여 조립한 것과 비교하여 고능률로 조립 가능하고 그 의존성이 매우 높아서 생산비 절감이 가능하다.

자계 검출부의 표면수준을 제7b도의 모울딩 수지 표면수준과 같게 하기 위하여,기판상의 단자 전극부와 타부간의 수준차는 와이어 높이 및 모울딩용 금형의 정밀도를 고려하여 적어도 50㎛가 되도록 하여야 한다. 실제상의 수준차는 바람직하게는 100㎛ 이상이며, 특히 200㎛이상인 것이 특히 바람직하다.

트랜스퍼 모울딩(transfer molding)을 수행할 경우에는, 센서 표면을 노출시키기 위하여 자계 검출부의 표면이 금형의 표면으로 압축될 가능성이 있다. 이런 경우에는, 폴리이미드 등의 수지, 포토솔더 레지스터 또는 솔더 마스크 레지스트를 패시베이션 필름(4)상에 코팅하여 자계 검출부 표면의 균열을 방지할 수 있다.

제8도는 사출 모울딩을 통하여 열가소성 수지(8)와 함께 모울딩된 소자의 단면을 나타낸다. 조립 등에 관한 설명에 대하여는 전술한 사항들이 원용될 수 있다. 납땜중인 내열성에 대하여는, 트랜스퍼 모울딩에서 사용되는 서머셉수지와 비교하여 이 소자는 바람직하지 못하지만, 폴리페닐렌 술파이드 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 고내열성 수지를 사용함으로써 해결할 수 있다.

제9도는 제7b도 또는 제8도와 같은 수조의 자기저항 소자(10) 및 FG 자석(9)이 상호 대면하는 상태를 나타낸다. 수지 모울드의 표면과 자계 검출부(10S)는 전자의 수준을 후자의 수준과 대략 동등하게 형성할 수 있기 때문에 소자의 소형화를 달성할 수 있다. 더욱이, 모울딩수지의 돌출부와의 접촉을 피하기 위하여 회전자 아래에 공간을 확보할 필요가 없어 모우터의 두께를 줄일 수 있다.

표 2는 소자를 동일한 전기적 특성을 갖도록 설계한 경우에, 제2b도에 나타낸 비교 소자에 대한 본 발명의 실시예에 따른 센서 펠릿의 최소 요구 면적비를 나타낸다. 표 2에 제시된 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명은 센서 펠릿의 크기를 종래의 것에 비하여 1/3배 이하로 종래의 것에 비하여 감소시킬 수 있다.

제4a도 및 4b도에 나타낸 소자를 얻는 것이 실제로는 곤란하지만, 소자가 동일한 전기적 성질을 가지도록 설계된 경우라도 전기적 단락을 피하기 위하여 배선부간의 큰 피치를 고려하여 센서 펠릿의 크기는 상술한 비교 소자에 대한 것보다 더 크게 된다.

이 실시예에서 단자 전극부의 형성은 강자성 박막을 증착한 후에 수행되지만, 강자성 물질을 증착하기 전에 미리 단자 전극부를 형성하는 것도 가능하다. 환원하면, 그 형성 순서에는 제한이 없다.

이 실시예에서, 기판상의 요홈부는 금형을 소성전의 세라믹 그린 시이트에 압착하여 형성되지만, 상기 요홈부의 제조방법에는 별다른 제한이 없다. 예를 들면, 그 평면도 및 단면도가 제11a도 및 11b도에 각각 도시된 구멍이 없는 통상의 판상 세라믹 스린 시이트(11')에 그 평면도 및 단면도가 제10a도 및 10b도에 각각 도시된 바와 같이 소정의 피치로 구멍을 낸 세라믹 그린 시이트(11)를 페이스팅한 후 최종 조립체를 소성하여 동일한 구조를 갖는 기판을 얻을 수 있다. 제10a도 및 10b도에 도시된 구멍은 금형 등에서 그린 시이트 상태의 세라믹을 압착하여 형성할 수 있다. 제6a도 및 6b도에 도시한 것과 유사한 구조를 갖는 세라믹 기판은, 제11a도 및 11b도에 도시한 바와 같이 구멍이 없는 그린 시이트에 상술한 바와 같은 방법으로 구멍을 부여한 그린 시이트를 페이스팅한 다음 그 조립체를 소성하여 준비할 수 있다. 요홈부도 기판을 소성한 후에 레이저 공정기술과 같은 방법에 의하여 형성가능하다.

제12a 내지 12e도는 본 발명에 사용될 수 있는 칩을 절단한 기판의 단면도이다. 제12a도는 세라믹 기판의 일부분, 단자 전극부를 형성하는 영역(1A)의 본 실시예에서 설명된 바와 같이 요홈된 세라믹 기판(1)의 단면도이고, 제12b도는 요홈부(1A) 및 요홈부 이외의 표면에 형성된 글레이징 층(12)을 갖는 세라믹 기판의 단면도이다. 제12c도는 단자 전극부를 형성하기 위한 표면 영역(1A) 이외의 세라믹 기판(1')의 표면 상에 글레이징 층(12')을 형성하여 즉 영역(1A)을 제외한 표면을 돌출시켜 마련한 기판(1)의 단면도이다.

제12d도는 단자 전극부를 형성하는 영역(1A)을 끝이 가능게 한 기판 구조의 단면도이다. 제12e도는 단차부를 거의 수직으로 형성하고, 글레이징 층(12)이 자계 검출부를 형성시키기 위한 영역에 형성된 기판 구조의 단면도이다. 자기저항센서의 자기 특성의 사용을 최대로 하기 위하여 자계 검출부 영역의 표면조도를 가능한 작게 한다. 그러므로, 그의 작은 표면조도로 인하여 제12b, 12c도 및 12e도에서 도시한 바와 같이 자계 검출부 영역의 표면상에 글레이징 층을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 글레이징 층이 너무 두꺼울 경우, 글레이징 층의 표면이 너무 구부러진다. 결과적으로, 이러한 기판이 센서 소자를 형성하는데 사용되는 경우, 또한 이 구부러진 표면상에 자계 검출부가 형성된다. 이 센서 소자에서, 자기 신호원과 자계 검출부간의 갭은 균일하지 않으므로 센서 소자로부터의 출력 신호도 또한 불안정하다. 이와 같은 결점을 제거하기 위하여 글레징 표면을 경면 처리할 수 있다. 이렇게, 클레이징, 표면을 경면 처리함에 의해서 평면상에 자계 검출부를 형성할 수 있다.

[실시예 2]

제13a도는 본 발명의 자기저항센서 펠릿의 제2실시예의 평면도이고, 제13b도는 제13a도의 A-A선에 대한 단면도이다. 본 실시예는 정사각형 기판(101) 상의 4코너부에 팬(fan)형 요홈부(101A)로 구성된 4 단자 자기저항센서에 관한 것이다. 이 경우, 크레이징 층(12)은 자계 검출부 아래에 형성되고 제12b도에 도시한 바와 같은 단면구조를 갖는 기판이 이용된다. 요홈부는 본 실시예에서와 같이 팬형의 형태를 가질 수 있고 또한 다른 형태를 가질 수 있다. 참고번호 101은 세라믹 기판, 201은 강자성 박막, 201S는 자계 검출부, 201W는 배선부 및 301는 단자 전극부를 각각 나타낸다. 본 실시예의 강자성 센서 펠릿은 글레이징층의 형성, 요홈부의 형태 및 그의 핏치를 제외하고는 본 실시예 1에서 사용한 동일한 방법으로 만들 수 있다.

글레이징 층(12)은 동일 방법으로 준비하고 코팅층을 소성한 후 세라믹 기판상에 글라스 페이스트(glass paste)를 코팅함으로 형성된다. 더욱이 이 경우, 패턴의 길이방향이 정사각형 기판의 대각선에 평행하도록 자계 검출부의 센서 패턴을 형성한다. 실시예 1과 비교하여 이 구조는 센서의 길이를 길게하는 것이 바람직하다. 또한 입력단자, 출력단자 등은 각각 실시예 1에서와 같이 대칭으로 형성하고 소자는 실시예 1에서와 같은 두 방법에 따른 다이본딩 기술을 통하여 고정 시킬 수 있다. 또한 배선부의 배치는 제5a도에서 도시한 경우에서와 같이 대칭적으로 한다. 이 구조는 오프셋 전압이 결코 생기지 않토록 설계하였다.

[실시예 3]

제14도는 기판의 네코너중 세코너에 팬형 요홈부(102A)를 구성한 3 단자 자기저항센서 펠릿의 3실시예의 평면도이다. 이 센서 펠릿은 요홈부의 형태 및 그의 피치를 제외하고는 실시예 1에서 사용한 바와 같은 방법에 따라서 만들 수 있다.

제14도에서 참고번호 102는 세라믹 기판, 202는 강자성 박막, 202S는 자계 검출부, 202W는 배선부 및 302는 단자 전극부를 각각 나타낸다. 3 단자 소자의 경우, 기판에 적어도 3개의 요홈부를 형성하여야 하나, 요홈부의 수가 3개 이상일 수 있다.

[실시예 4]

제15도는 본 발명의 자기저항센서의 실시예의 평면도이다. 본 실시예는 실시예 2에서 같이 센서 패턴의 길이방향을 정사각형 기판의 대각선에 나란하게 형성한 3단자 자기저항센서이다. 소자는 요홈부의 형태 및 그의 피치(pitch)를 제외하고는 실시예 1에서 사용한 같은 방법에 따라 만들 수 있다.

제15도에서 참고번호 103은 세라믹 기판, 103A는 요홈부, 203은 강자성 박막, 203S는 자계 검출부 및 203W는 배선부를 나타낸다. 참고번호 303은 단자 전극부를 나타낸다. 본 실시예를 제14도에서 도시한 실시예와 비교할 경우, 소자는 배선부 배치가 대칭적이므로 그의 설계의 관점에서 오프셋 전압이 거의 생기지 않는 구조이다.

오프셋 전압은 실용적인 관점에서 가능한 낮은 것이 바람직하다. 그러므로 3 단 자소자에 관한한 제15도에서 도시한 형태가 제14도에서 도시한 형태보다 더 바람직하다.

[실시예 5]

제16도는 본 발명에 따른 자기저항센서 펠릿의 5번째 실시예의 평면도이다. 본 실시예는 기판의 4개의 코너에 형성된 단자 전극부를 구성하고 점대칭 패턴을 갖는 단상 출력신호를 갖는 4단자 자기저항센서에 관한 것이다. 제16도에서, 참고번호 104는 세라믹 기판을 나타내며 104A는 요홈부, 204는 강자성 박막, 204S는 자계 검출부 및 204W는 배선부를 각각 나타낸다. 참고번호 304a 내지 304d는 각각 단자 전극부를 나타낸다.

제16도에 나타낸 펠릿에서, 입력단자 및 출력단자는 각각 직각 기판의 대각선상에 높여 있다. 304b 내지 304d에 의해 표현되는 출력단자는 일반적인 배선부를 통해 전기적으로 연결되어 동일한 출력신호가 단자의 양쪽을 통해 얻어질 수 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 입력단자 및 출력단자는 이 소자에서 각각, 180°점대칭 관계에 있는 위치에서 형성된다. 따라서, 다이본딩 기술을 통한 펠릿의 고정에 대한 자유도는 실시예 1 및 2에서와 같이 2이다.

[실시예 6]

제17도는 본 발명에 따른 자기저항센서의 6번째 실시예의 평면도이다. 실시예 2 또는 4에서와 같이, 본 실시예는 센서의 길이방향이 정사각형 기판의 대각선과 평행하도록 형성된 센서 패턴에서 단상 출력을 갖는 4개의 단자를 지닌 자기저항센서이며, 정사각형 외관을 갖는 기판을 특징으로 한다.

제17도에서, 참고번호 105는 세라믹 기판을 나타내며, 105A는 요홈부, 205는 강자성 박막, 205S는 자계 검출부, 205W는 배선부를 각각 나타낸다. 참고번호 305a 내지 305d는 각각 단자 전극부를 나타낸다.

참고번호 305a 내지 305c는 입력단자를 나타낸다. 이러한 경우에 있어서, 305b 및 305d에 의해 표현되는 출력단자는 실시예 5에서와 같이 일반적인 배선부를 통해 유사하게 전기적으로 연결되어 동일한 출력신호가 단자의 양쪽을 통해 얻어질 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 입력단자 및 출력단자는 각각 180° 점대칭 관계에 있는 위치에서 유사하게 형성된다. 따라서, 다이본딩 기술을 통한 펠릿의 고정에 대한 자유도는 실시예 5에서와 같이 2이다.

[실시예 7]

제18a도는 본 발명에 따른 저기저항센서 펠릿의 평면도이고 제18b도는 제18a도의 선 A-A을 따라 취해진 단면도이다. 상기 실시예는 직사각형 기판상의 네 개의 코너중 두 위치에 직사각형 요홈부(106A)를 포함하는 두 단자를 갖는 자기저항센서에 관한 것이다.

제18a도와 18b도에 있어서, 참조번호 106은 세라믹 기판을, 206은 강자성 박막, 206S는 자계 검출부, 206W는 배선부, 306은 요홈부상에 배치된 단자 전극부, 그리고 4는 패시베이션 막을 나타낸다. 상기 센서 펠릿에 있어서, 센서 패턴은 그의 길이방향이 펠릿의 한측에 나란하도록 형성되었다.

제18a도와 18b도에 있어서,센서 패턴은 그의 길이방향이 펠릿의 한측에 나란하도록 형성되었다.

제19a도는 상기 센서 vpf릿의 단자부를 땜납(21)과 접착시키는 납(7)으로 전기적으로 접속시킴으로써 얻어진 두단자를 갖는 자기저항센서의 평면도이다. 제19b도는 19a도의 선 A-A를 따라 취해진 단면도이다. 참조번호 5'는 접속부상에 수지로 모울딩함으로써 보강된 부분을 나타낸 다소, 상기 경우에 있어서, 모울드는 모울드 표면 수준이 자계 검출부용의 것과 거의 동일하게 형성된다. 상기 실시예에 있어서, 비록 상기 접속부가 땜납으로 접착될지라도, 모울드된 표면은 형성된 자계 검출부상의 표면 수준 이상 돌출하지 않도록 형성된다.

부수적으로, 제19a도에 도시된 두단자를 갖는 소자에 있어서, 두 개의 요홈부는 직사각형 기판의 두 개의 코너상에 형성되고, 상기 요홈부는 기판상의 셋 또는 네 개의 코너상에 형성된다. 더욱이, 요홈부는 또한 코너에 있어 주변부상에 형성된다. 직사각형 기판의 코너 일부가 빠져버린다면, 소망의 요홈부가 형성되고 그 요홈부상에 소망의 단자 전극부가 형성되는한 상기 경우에 있어 상기 것들이 적용된다.

[실시예 8]

제20a도는 본 발명에 따른 저기저항센서 펠릿의 제8실시예의 평면도이며, 제20b도는 제20a도의 선 A-A선을 따라 취해진 단면도이다. 상기 실시예는 제12e도에 도시된 바와 같이 기판상에 거의 수직으로 형성된 다른 수준의 두 단자를 갖는 자기저항센서 펠릿이다. 제20a도와 20b도에 있어서, 참조번호 107은 세라믹기판을, 107A는 요홈부, 207은 강자성 박막, 207S는 자계검출부, 그리고 207W는 배선부를 나타낸다. 참조번호 307은 Au로 된 단자 전극부를 나타낸다.

상기 실시예에 있어서, 기판은 형성된 그의 피치와 요홈부의 형태를 제외하는 미소 변형으로 실시예 2에서 사용된 방법에 따라 제조되었다. 참조번호 12는 글레이징 층을 나타낸다. 단차부가 기판상에 거의 수직으로 형성되어 있기 때문에, 진공 증착과 같은 수단을 통해 단차부의 측벽으로 전극물질을 적용시키기가 매우 어렵게 된다. 상기 이유로, 전도 페이스트(3')는 그의 측벽상에 피복된 다음, 소성되고(fired). 이후 전극 재료층이 플레이팅에 의해 측벽상에 형성되어 동시에 단자 전극부를 형성된다. 전극은 전도 페이스트를 코팅한 다음, 소성 또는 따로 플레이팅 함으로써 형성된다. 더욱이, 전극 재료는 그들이 전기적으로 전도되는 한 특정한 하나에 국한되지는 않는다.

제20b도에 도시된 바와 같이, 단차부가 기판상에 거의 수직으로 형성된다면, 배선부(207W)는 단락되어 센서 소자의 크기는 소형화된다.

[실시예 9]

제21도는 본 발명에 따른 자기저항센서의 제9실시예의 단면도이다. 상기 실시예는 제12d도에 도시된 바와 같이 차차 가늘어진(tapered)기판의 코너부(108A)의 자기저항센서에 관한 것이다. 또한 제21도는 전도수지(21')에 의해 리드(7)에 전기적으로 접속된 자기저항센서 펠릿의 상태를 도시하였다.

제21도의 파선으로 된 부분은 펠릿이 마지막 소자로 형성될 때 수지에 모울드되는 영역에 해당한다. 참조번호 108은 세라믹 기판을, 208은 강자성 박막, 208S는 자계 검출부, 그리고 308은 단자 전극부를 나타낸다.

상술된 바와 같이, 형성되어진 단자 전극부상의 기판의 코너는 점차 가늘게 된다. 따라서, 단자 전극부(308)와 리드(7)간의 전기적 접속은 어떠한 와이어의 사용없이도 전도 수지(21')를 사용하여 실행된다.

전도 수지(21')재료는 그들이 전기적으로 전도가 되는 한 특정한 것에 국한되지 않는다.

[실시예 10]

제22도는 본 발명에 따른 자기저항센서 펠릿의 제10실시예의 평면도이다. 상기 실시예는, 기판의 네 코너에 형성된 4개의 요홈부에 부가적으로 기판의 두 주변부상에 형성된 두 개의 반원 요홈부(109A)내에 6개 단자를 갖는 자기저항센서이다. 상기 도면에서, 참조번호 109는 세라믹 기판을, 209는 강자성 박막, 209S는 자계 검출부, 209W는 배선부, 그리고 309는 단자 전극부를 각기 나타낸다.

실시예 10에서는, 4 단자 이상이 제공된 소자가 그의 네 코너에 부가적으로 기판상의 주변부에 요홈부를 형성함으로써 얻어진다.

[실시예 11]

제23도는 본 발명에 따른 자기저항센서 펠릿의 제11실시예의 평면도이다. 상기 실시예는 실시예 10에 사용된 동일 기판상에 형성되어진 자기저항센서용 페턴의 센서에 관한 것이며, 예를 들어 NiCr 합금을 함유하는 저항 소자용 패턴은 또한 동일 기판의 표면상에 형성된다.

제23도에 있어서, 참조번호 110은 세라믹 기판을, 110A는 요홈부, 210S는 강자성 박막으로 구성된 자기저항센서의 자계 검출부, 그리고 210W는 배선부를 각기 나타낸다. 참조번호 13은 예를들어 기판 표면상의 NiCr 박막을 증착시킨 다음 소망 패턴으로 상기 막을 형성시킴으로써 형성되는 저항부를 나타낸다. 참조번호 310은 단자 전극부를 나타낸다.

상술된 바와 같이, 자기저항센서용 패턴과 저항 소자용 패턴이 기판의 동일 표면상에 형성된다면, 고전압이 자기저항센서에 입력될 때 적절한 전압이 저항소자를 통해 자기저항센서에 인가된다.

그밖에, 저항 소자와는 다른 기능의 소자가 기판의 동일 평면상에 형성된다.

[실시예 12]

본 발명의 제12실시예가 24a도와 24b도에 도시된다. 상기 실시예는 와이어(6)를 통해 서로 전기적으로 접속되고 패키지내에 모울드되는 집적회로 소자(14)와 자기저항센서 펠릿(1)에 관한 것이다. 제24a도는 모울딩 이전의 상기 소자의 평면도이고 제24b도는 24a도의 선 A-A를 따라 취해진 모울딩 이후의 상기 소자의 단면도이다.

제24b도에 도시된 바와 같이, 집적회로 소자용 기판의 두께가 자기저항센서 펠릿용 보다 더 얇다면, 모울드의 수준이 센서의 표면위로 돌출되지 않는 센서 펠릿의 출력신호 처리용 기능을 갖는 자기저항센서가 얻어진다.

[산업상 이용가능성]

상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 자기저항센서 펠릿에서, 자계 검출부가 형성되는 표면과 코너 혹은 기판의 주변에서의 단자 전극부의 표면간에 수준차가 있고, 그러므로, 수지 모울드가 본딩부를 강화시킬 목적으로 센서에 공급되면, 모울드는 모울드의 표면이 자계 검출부의 그것과 같아지도록 형성될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 센서는 와이어본딩 기술을 통하여 전기적으로 연결될 수 있으므로 높은 내열성을 갖는 소자를 얻을 수 있다. 아울러, 소자들을 조립하는 공정은 합리화될 수 있고 따라서 조립비용은 감소될 수 있다.

또한 생산비용은 센서 펠릿을 소형화함으로써 저감될 수 있고 동시에 모우터들의 두께도 감소될 수 있다.

Claims (11)

1. 코너부들을 포함하는 표면을 갖는 기판으로서, 상기 기판은 적어도 2개의 코너부들을 갖고, 상기 적어도 2개의 코너부들의 표면수준은 상기 적어도 2개의 코너부들을 제외한 나머지 기판표면의 수준 보다 더 낮고, 나머지 기판표면은 실질적으로 평평한 기판, 상기 더 낮은 기판표면을 갖는 상기 적어도 2개의 코너부들에 각각 별도로 배치된 적어도 2개의 단자 전극부들, 상기 적어도 2개의 코너부들 이외의 상기 나머지 기판표면상에 배치된 패턴 강자성 박막을 포함하는 자계 검출수단, 상기 표면상에 배치되어 상기 자계 검출수단을 상기 적어도 2개의 단자 전극부들에 연결하는 배선부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기저항센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판의 상기 표면상의 상기 적어도 2개의 코너부들은 상기 더 낮은 표면수준을 형성하는 단차부들을 갖는 것을 특징으로 하는 자기저항센서.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판의 표면상의 상기 적어도 2개의 코너부들은 상기 더 낮은 표면수준을 형성하기 위해 상기 나머지 기판표면에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 자기저항센서.
4. 제1항에 있어서, 상기 기판은 정사각형임을 특징으로 하는 자기저항센서.
5. 제4항에 있어서, 상기 자계 검출수단은 길이방향을 갖는 센서 패턴을 포함하고, 상기 센서 패턴의 길이방향이 상기 정사각형 기판의 대각선에 나란하게 형성됨을 특징으로 하는 자기저항센서.
6. 제1항에 있어서, 상기단자 전극부들은 상기 기판의 표면 중심에 대해 서로 대칭적 위치에 배치된 입력 및 출력단자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항센서.
7. 제1항에 있어서, 상기 단자 전극부들이 배치되어 있는 상기 코너부들의 상기 더 낮은 표면수준은 상기 자계 검출수단이 배치되어 있는 상기 기판표면 수준 보다 적어도 50㎛ 더 낮음을 특징으로 하는 자기저항센서.
8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 상기 한 표면상에서, 상기 코너부들을 제외한 주변부들 일부의 표면수준은 상기 자계 검출수단이 배치되어 있는 표면수준 보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 자기저항센서.
9. 제1항에 있어서, 상기 기판의 표면상에 배치되어 있는 전기 저항소자를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항센서.
10. 제1항에 있어서, 상기 기판의 표면상에 배치되어 있는 기능 소자를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항센서.
11. 코너부들을 포함하는 표면을 갖는 자기저항센서 기판으로서, 상기 기판은 나머지 기판표면의 수준 보다 더 낮은 적어도 2개의 코너부들의 표면수준을 갖는 기판, 상기 더 낮은 표면수준을 갖는 상기 적어도 2개의 코너부들에 각각 별도로 배치된 적어도 2개의 단자 전극부들, 상기 적어도 2개의 코너부들 이외의 상기 나머지 기판표면상에 배치된 강자성 박막을 포함하는 자계 검출수단, 상기 단자 전극부에 연결되고 반도체 기판상에 배치된 집적회로 소자를 포함하는 자기 신호 처리부를 구비함을 특징으로 하는 자기저항센서.