WO2009119471A1 - 磁気センサ及び磁気エンコーダ - Google Patents

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WO2009119471A1
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magnetoresistive
effect element
magnetoresistive effect
wiring
layer wiring
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PCT/JP2009/055582
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安藤　秀人
修二 前川
真次 杉原
晋一 佐々木
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アルプス電気株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices

Definitions

  • the present invention particularly relates to a magnetic sensor and a magnetic encoder capable of improving the routing structure of the wiring layer to reduce the size and stabilize the output characteristics.
  • a magnetoresistive element (GMR element) using a giant magnetoresistive effect (GMR effect) can be used for a magnetic encoder.
  • FIG. 11 is a plan view of a magnetic sensor 90 constituting a conventional magnetic encoder. Eight magnetoresistive effect elements 91 to 98 are provided, and each of the four magnetoresistive effect elements is combined to constitute an A-phase bridge circuit and a B-phase bridge circuit.
  • the input terminal 99 and the ground terminal 100 are common terminals for the A-phase bridge circuit and the B-phase bridge circuit.
  • the magnetoresistive elements 91 to 98 and the terminals 99 to 104 are electrically connected to each other through a wiring layer 105 formed of Al or the like to form an A-phase bridge circuit and a B-phase bridge circuit. is doing.
  • the wiring layer 105 is always provided in the space region (portion surrounded by the dotted line shown in FIG. 11) between the magnetoresistive elements arranged in the vertical direction (Y direction) orthogonal to the relative movement direction (X direction). Therefore, the space between the magnetoresistive elements is spread in the vertical direction (Y direction).
  • the wiring layer 105 is a single-layer wiring, and it is necessary to prevent the wiring layer 105 from being interposed between magnetoresistive elements arranged in the vertical direction (Y direction). I could n’t.
  • the size reduction of the magnetic sensor 90 could not be promoted due to the increase in the interval between the magnetoresistive effect elements facing in the vertical direction (Y direction).
  • the present invention is to solve the above-described conventional problems, and in particular, to provide a magnetic sensor and a magnetic encoder capable of improving the routing structure of the wiring layer to reduce the size and stabilize the output characteristics. Objective.
  • the magnetic sensor according to the present invention is disposed at a position away from the magnetized surface of the magnetic field generating member having a magnetized surface in which the N pole and the S pole are alternately magnetized in the relative movement direction.
  • it has a plurality of magnetoresistive effect elements using the magnetoresistive effect whose electric resistance value changes
  • the magnetoresistive effect elements are arranged in a matrix in the relative movement direction and in a vertical direction perpendicular to the relative movement direction in the substrate surface
  • the wiring layer is composed of a lower layer wiring and an upper layer wiring formed on an insulating layer covering the lower layer wiring, The wiring layer is routed so as not to intervene in a space region between the magnetoresistive elements arranged in the vertical direction, and the plurality of magnetoresistive elements are bridge-connected by the wiring layer. It is characterized by this.
  • the wiring layer has a three-dimensional configuration of a lower layer wiring and an upper layer wiring, and the wiring layer is routed so as not to be interposed in the space region between the magnetoresistive elements arranged in the vertical direction.
  • the space between the magnetoresistive effect elements can be made narrower than in the past. As a result, it is possible to stabilize the output characteristics and promote the downsizing of the magnetic sensor.
  • the insulating layer includes an inclined region in which the thickness of the insulating layer gradually decreases toward a connection region with the upper layer wiring formed on the lower layer wiring
  • the upper layer wiring includes the It is preferable that an end region formed from an inclined region to the connection region is provided and electrically connected to the lower layer wiring.
  • the lower layer wiring is provided at a height position facing the magnetoresistive effect element in a plane parallel to the substrate surface, and the lower layer wiring is arranged in the vertical direction. It is routed to a region other than between the magnetoresistive effect elements arranged in the vertical direction so as not to intervene in a space region between the elements, and the upper layer wiring covers the lower layer wiring and the magnetoresistive effect element It is preferable that the lower layer wiring is electrically connected through the insulating layer.
  • the input terminal, the ground terminal, and the output terminal that are electrically connected to the magnetoresistive element are all offset toward the same end in the vertical direction, and each terminal is directed in the relative movement direction.
  • the first magnetoresistive effect element, the second magnetoresistive effect element, the third magnetoresistive effect element, and the fourth magnetoresistive effect element constitute an A-phase bridge circuit, and The magnetoresistive effect element and the second magnetoresistive effect element are connected in series via the A-phase first output terminal Va1, and the third magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element are provided.
  • a phase second output terminal Va2 is connected in series, The first magnetoresistive element and the third magnetoresistive element are connected via the input terminal, and the second magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element are connected to the ground terminal.
  • the first magnetoresistive element, the second magnetoresistive element, the third magnetoresistive element, and the fourth magnetoresistive element each have a predetermined center-to-center distance in the relative movement direction.
  • the first magnetoresistive effect element and the fourth magnetoresistive effect element, and the second magnetoresistive effect element and the third magnetoresistive effect element are juxtaposed in a vertical direction perpendicular to the relative movement direction.
  • the fifth magnetoresistive element, the sixth magnetoresistive element, the seventh magnetoresistive element, and the eighth magnetoresistive element constitute a B-phase bridge circuit, and the fifth magnetoresistive element and The sixth magnetoresistive element is connected in series via the B-phase first output terminal Vb1, and the seventh magnetoresistive element and the eighth magnetoresistive element are connected to the B-phase second output. Are connected in series via the terminal Vb2, The fifth magnetoresistive effect element and the seventh magnetoresistive effect element are connected via the input terminal, and the sixth magnetoresistive effect element and the eighth magnetoresistive effect element are connected to the ground terminal.
  • the fifth magnetoresistive effect element, the sixth magnetoresistive effect element, the seventh magnetoresistive effect element, and the eighth magnetoresistive effect element are respectively arranged at a distance in the relative movement direction. And is arranged at a position shifted in the relative movement direction by half the center-to-center distance between the magnetoresistive elements constituting the A-phase bridge circuit, The fifth magnetoresistive effect element and the eighth magnetoresistive effect element, and the sixth magnetoresistive effect element and the seventh magnetoresistive effect element are arranged in parallel in a vertical direction perpendicular to the relative movement direction. It is preferable that The present invention can be effectively applied to a magnetic sensor including the above-described A-phase bridge circuit and B-phase bridge circuit.
  • the third magnetoresistive effect element instead of the second magnetoresistive effect element, the third magnetoresistive effect element, the sixth magnetoresistive effect element, and the seventh magnetoresistive effect element, all are fixed resistance elements. These fixed resistance elements are used and arranged in the region between the first magnetoresistance effect element and the fifth magnetoresistance effect element and between the fourth magnetoresistance effect element and the eighth magnetoresistance effect element. It may be configured.
  • the magnetic encoder according to the present invention includes any one of the magnetic sensors described above and the magnetic field generating member.
  • the present invention can provide a magnetic encoder having excellent output characteristics. Further, the miniaturization of the magnetic encoder can be promoted.
  • the pair of magnetoresistive elements connected in series are arranged with a distance between the centers of ⁇ in the relative movement direction. Applicable to structures that are Alternatively, when the center distance between the N pole and the S pole is ⁇ , the pair of magnetoresistive elements connected in series are arranged with a center distance of ⁇ / 2 in the relative movement direction. Applicable to any structure.
  • the magnetoresistive elements adjacent to each other in the relative movement direction are arranged with a center distance of ⁇ / 4. Applicable.
  • the output characteristics of the magnetic sensor and the magnetic encoder can be stabilized and miniaturized as compared with the conventional case.
  • FIG. 1 is a perspective view of the magnetic encoder of the present embodiment
  • FIG. 2 is a plan view of the magnetic sensor constituting the magnetic encoder of FIG. 1
  • FIG. 3 is a partial plan view of the magnetic sensor (upper layer wiring is removed from FIG. 2)
  • FIG. 5 are partial cross-sectional views showing the connection structure between the lower layer wiring and the upper layer wiring
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the connection structure shown in FIG. 4
  • FIG. FIG. 8 is a circuit diagram of a magnetic sensor
  • FIG. 9 is a perspective view of a magnetic encoder of the present embodiment different from FIG. 1
  • FIG. 10 is a book different from FIG. It is a schematic diagram of the magnetic encoder of an embodiment.
  • the X1-X2 direction is the relative movement direction of the magnet 21 and the magnetic sensor 22, and is the lateral direction of the substrate 23 constituting the magnetic sensor 22.
  • the “relative movement direction” refers to the relative movement direction of the magnetic sensor.
  • the relative movement direction of the magnetic sensor 22 is the X1 direction. Therefore, when the magnet 21 is fixed and the magnetic sensor 22 moves, the magnetic sensor 22 moves in the X1 direction. When the magnetic sensor 22 is fixed and the magnet 21 moves, the magnet 21 moves in the X2 direction.
  • the Y1-Y2 direction is the longitudinal direction of the magnetic sensor 22 orthogonal to the relative movement direction in the plane of the substrate 23.
  • the Z1-Z2 direction is a height direction in which the magnet 21 and the magnetic sensor 22 face each other with a predetermined interval.
  • the magnetic encoder 20 includes a magnet (magnetic field generating member) 21 and a magnetic sensor 22.
  • the magnet 21 has a rod shape extending in the X1-X2 direction shown in the figure, and the surface facing the magnetic sensor 22 is a magnetized surface in which N and S poles are alternately magnetized with a predetermined width in the X1-X2 direction shown in the figure. is there.
  • the center-to-center distance (pitch) between the N pole and the S pole is ⁇ .
  • ⁇ is 0.5 to 4.0 mm.
  • the magnetic sensor 22 includes a substrate 23 and a plurality of magnetoresistive elements 24a to 24h provided on a surface 23a (a surface facing the magnet 21) of the common substrate 23.
  • the magnetoresistive elements 24 a to 24 h may be formed directly on the substrate 23, or an insulating layer (not shown) may be interposed between the magnetoresistive elements 24 a to 24 h.
  • the eight magnetoresistive elements 24a to 24h are arranged in a matrix form, four in the X1-X2 direction and two in the Y1-Y2 direction. As shown in FIG. 1, the distance between the centers of adjacent magnetoresistive elements in the X1-X2 direction is ⁇ / 2.
  • Each of the magnetoresistive effect elements 24a to 24h is formed in a meander shape in which a plurality of element portions formed in an elongated shape in the Y1-Y2 direction are arranged in the X1-X2 direction and ends of each element portion are connected. Is preferable.
  • each of the magnetoresistive elements 24a to 24h has a structure in which an antiferromagnetic layer 7, a pinned magnetic layer 8, a nonmagnetic layer 9, a free magnetic layer 10, and a protective layer 11 are stacked in this order from the bottom.
  • the stacked structure in FIG. 7 is an example.
  • the pinned magnetic layer 8 may be formed with a laminated ferrimagnetic structure.
  • the antiferromagnetic layer 7 is made of IrMn
  • the pinned magnetic layer 8 is made of CoFe
  • the nonmagnetic layer 9 is made of Cu
  • the free magnetic layer 10 is made of NiFe
  • the protective layer 11 is made of Ta.
  • the magnetoresistive effect elements 24 a to 24 h include a laminated portion in which at least the pinned magnetic layer 8 and the free magnetic layer 10 are laminated via the nonmagnetic layer 9.
  • An exchange coupling magnetic field (Hex) is generated between the antiferromagnetic layer 7 and the pinned magnetic layer 8, and the magnetization of the pinned magnetic layer 8 is pinned in one direction.
  • the magnetization direction of the free magnetic layer 10 is not fixed and fluctuates due to the external magnetic field H.
  • the interface between the free magnetic layer 10 and the nonmagnetic layer 9 constituting the magnetoresistive effect elements 24a to 24h is a plane direction parallel to the magnetized surface 21a of the magnet 21 (XY plane direction). Facing.
  • the above configuration is a configuration of a giant magnetoresistive effect element (GMR element) in which the nonmagnetic layer 9 is formed of Cu.
  • GMR element giant magnetoresistive effect element
  • the nonmagnetic layer 9 is formed of an insulating material such as Al 2 O 3 or MgO.
  • TMR element tunnel type magnetoresistive effect element
  • the magnetoresistive elements 24a to 24h may be anisotropic magnetoresistive elements (AMR elements).
  • the fixed magnetization direction (PIN direction) of the fixed magnetic layer 8 of each of the magnetoresistive effect elements 24a to 24h is the relative movement direction (X1 direction).
  • the pinned magnetization direction (PIN direction) of the pinned magnetic layer 8 may be the X2 direction.
  • the magnetoresistive effect element 24a is the first magnetoresistive effect element 24a
  • the magnetoresistive effect element 24b is the fifth magnetoresistive effect element 24b
  • the magnetoresistive effect element 24c is the second magnetoresistive effect element 24c
  • the magnetoresistive effect element 24d is the sixth magnetoresistive effect element 24d
  • the magnetoresistive effect element 24e is the fourth magnetoresistive effect element 24e
  • the magnetoresistive effect element 24f is the eighth magnetoresistive effect element 24f
  • the magnetoresistive effect element 24g Is referred to as a third magnetoresistive element 24g
  • the magnetoresistive element 24h is referred to as a seventh magnetoresistive element 24h.
  • the first magnetoresistive element 24a, the second magnetoresistive element 24c, the third magnetoresistive element 24g, and the fourth magnetoresistive element 24e constitute an A-phase bridge circuit.
  • the first magnetoresistive effect element 24 a and the second magnetoresistive effect element 24 c are connected in series via the A-phase first output terminal (Va1) 50.
  • the third magnetoresistive element 24g and the fourth magnetoresistive element 24e are connected in series via the A-phase second output terminal (Va2) 51.
  • first magnetoresistive effect element 24a and the third magnetoresistive effect element 24g are connected via the input terminal 52, and the second magnetoresistive effect element 24c and the fourth magnetoresistive effect element 24e are connected to the ground terminal. 66 is connected.
  • the A-phase first output terminal (Va1) 50 and the A-phase second output terminal (Va2) 51 are connected to the input section side of the first differential amplifier 58, and the first differential amplifier.
  • a differential output can be obtained from 58.
  • another B-phase bridge circuit includes the fifth magnetoresistive element 24b, the sixth magnetoresistive element 24d, the seventh magnetoresistive element 24h, and the eighth magnetoresistive element. 24f.
  • the fifth magnetoresistive effect element 24b and the sixth magnetoresistive effect element 24d are connected in series via the B-phase first output terminal (Vb1) 54, and the seventh magnetoresistive effect element 24h and the eighth magnetic resistance effect element 24d.
  • the resistance effect element 24f is connected in series via the B-phase second output terminal (Vb2) 55. Further, as shown in FIG.
  • the fifth magnetoresistive effect element 24b and the seventh magnetoresistive effect element 24h are connected via the input terminal 52, and the sixth magnetoresistive effect element 24d and the eighth magnetoresistive effect element 24h.
  • the element 24f is connected via a ground terminal 66.
  • the B-phase first output terminal (Vb1) 54 and the B-phase second output terminal (Vb2) 55 are connected to the input section side of the second differential amplifier 60, and the second differential amplifier. A differential output is obtained from 60.
  • the distance between the centers of magnetoresistive elements connected in series in the bridge circuit shown in FIG. 8 is ⁇ .
  • the input terminal 52 and the ground terminal 66 are common terminals for the A phase and the B phase.
  • the external magnetic fields H1 and H2 enter the magnetoresistive elements 24a to 24h from the magnetized surface 21a of the magnet 21.
  • the directions of the external magnetic field H1 and the external magnetic field H2 are different, and when the magnetoresistive effect element is positioned on the magnetic pole, the perpendicular magnetic field is dominant in the magnetic field component with respect to the magnetoresistive effect element. Becomes zero (no magnetic field).
  • the first magnetoresistive element 24a and the second magnetoresistive element 24c are separated from each other by ⁇ in the relative movement direction (X1 direction), when the external magnetic field H1 enters the first magnetoresistive element 24a, the second The external magnetic field H2 enters the magnetoresistive element 24c.
  • the fixed magnetization direction (P direction) of the fixed magnetic layer 8 is the X1 direction, the resistance value of the first magnetoresistance effect element 24a is increased by the entry of the external magnetic field H1, while the entry of the external magnetic field H2 is performed. As a result, the resistance value of the second magnetoresistive element 24c decreases.
  • a substantially rectangular wave output waveform is obtained from the A-phase bridge circuit and the B-phase bridge circuit shown in FIG. 8, but the phases are output with a shift of ⁇ / 2.
  • the moving speed and moving distance of the magnetic sensor 22 or the magnet 21 can be detected.
  • the arrangement of the magnetoresistive effect elements 24a to 24h will be described. This will be described with reference to FIG.
  • the first magnetoresistive effect element 24a and the second magnetoresistive effect element 24c, the third magnetoresistive effect element 24g, and the fourth magnetoresistive effect element 24e connected in series are respectively Arranged at an interval of ⁇ in the relative movement direction (X1 direction).
  • the first magnetoresistive effect element 24a and the fourth magnetoresistive effect element 24e, and the second magnetoresistive effect element 24c and the third magnetoresistive effect element 24g are arranged in parallel in the vertical direction (Y1-Y2 direction). It is installed.
  • the first magnetoresistance effect element 24a is on the Y1 side in the X2 direction
  • the second magnetoresistance effect element 24c is on the Y1 side in the X1 direction
  • the third magnetoresistance effect element 24g is in the X1 direction
  • the fourth magnetoresistive effect element 24e is arranged on the Y2 side in the X2 direction on the Y2 side.
  • the fifth magnetoresistive effect element 24b and the sixth magnetoresistive effect element 24d connected in series, and the seventh magnetoresistive effect element 24h and the eighth magnetoresistive effect element 24f are connected.
  • the fifth magnetoresistive effect element 24b and the eighth magnetoresistive effect element 24f, and the sixth magnetoresistive effect element 24d and the seventh magnetoresistive effect element 24h are arranged in the vertical direction (Y1-Y2 direction). It is installed.
  • the fifth magnetoresistive element 24 b is between the first magnetoresistive element 24 a and the second magnetoresistive element 24 c
  • the sixth magnetoresistive element 24 d is the second magnetoresistive element 24 d.
  • the seventh magnetoresistive effect element 24h is closer to the X1 side than the magnetoresistive effect element 24c
  • the eighth magnetoresistive effect element 24f is closer to the X1 side than the third magnetoresistive effect element 24g
  • the fourth magnetoresistive effect is provided.
  • the element 24e and the third magnetoresistive element 24g are respectively disposed.
  • the input terminal 52, the ground terminal 66, the A phase first output terminal 50, the A phase second output terminal 51, the B phase first output terminal 54, and the B phase second output terminal 55 All of them are arranged in the X1-X2 direction at a distance from the Y2 side end of the substrate 23.
  • a wiring layer that electrically connects the magnetoresistive effect elements 24a to 24h and between the magnetoresistive effect elements 24a to 24h and the terminals is configured in a three-dimensional manner by the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41. ing.
  • the wiring layer is made of Al or the like.
  • FIG. 2 shows both the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41
  • FIG. 3 shows only the lower layer wiring 40. Since the insulating layer 42 is interposed between the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41, both the upper layer wiring 41 and the lower layer wiring 40 cannot actually be seen in a plan view, but the insulating layer 42 is removed in FIG. Both the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41 are shown.
  • the upper layer wiring 41 is indicated by oblique lines.
  • the lower layer wiring 40 is formed at a height position facing each of the magnetoresistance effect elements 24a to 24h in a plane parallel to the substrate surface (XY plane).
  • the lower layer wiring 40 is formed on the same surface as the formation surface of each of the magnetoresistive effect elements 24a to 24h.
  • the lower layer wiring 40 can be easily formed by forming the lower layer wiring 40 on the same surface.
  • the lower layer wiring 40 includes an input terminal 55, a first magnetoresistance effect element 24a, a fifth magnetoresistance effect element 24b, a third magnetoresistance effect element 24g, and a seventh magnetoresistance effect element.
  • An input wiring layer 40a for connecting 24h is provided.
  • connection wiring layer 40d for connecting the first magnetoresistance effect element 24a and the second magnetoresistance effect element 24c, and a connection wiring for connecting the B-phase second output terminal 55 and the eighth magnetoresistance effect element 24f.
  • Layer 40e is provided.
  • the lower wiring 40 includes a fifth magnetoresistance effect element 24b, a sixth magnetoresistance effect element 24d, a fourth magnetoresistance effect element 24e, a third magnetoresistance effect element 24g, and a seventh magnetoresistance effect.
  • a connection wiring layer is provided that extends from one end of the element 24h and partway from the output terminals 50, 52, and 54.
  • the lower layer wiring 40 is not formed in the space region between the magnetoresistive elements arranged in the vertical direction (Y direction).
  • the upper layer wiring 41 is formed on the lower layer wiring 40, on the magnetoresistive effect elements 24a to 24h, and on the substrate surface extending around the lower layer wiring 40 and the magnetoresistive effect elements 24a to 24h via the insulating layer 42.
  • the upper layer wiring 41 is electrically connected to the lower layer wiring 40 at the positions of the connection regions A to J shown in FIG.
  • the insulating layer 42 formed on the lower layer wiring 40 includes an inclined region 42a in which the thickness of the insulating layer 42 gradually decreases toward the connection regions A to J.
  • the upper layer wiring 41 includes an end region 41 a formed from the inclined region 42 a of the insulating layer 42 to the lower layer wiring 40 of the connection regions A to J.
  • connection structure between the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41 shown in FIG. 4 allows the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41 to be electrically connected easily and appropriately.
  • the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41 are electrically connected through the bump portion 43.
  • the connection structure of FIG. 5 is also an aspect of the present embodiment. However, in FIG. 5, a step of forming the bump portion 43 and a step of planarizing the surface of the insulating layer 42 are necessary. On the other hand, these steps are not necessary in the embodiment shown in FIG.
  • the manufacturing process of the form of FIG. 4 is demonstrated using FIG.
  • the insulating layer 42 is formed on the entire lower surface wiring 40, the magnetoresistive effect elements 24a to 24h, and the proposed surface extending around the lower layer wiring 40 and the magnetoresistive effect elements 24a to 24h.
  • the surface of the insulating layer 42 is planarized using a CMP technique or the like.
  • a resist layer 44 is provided on the insulating layer 42.
  • a space 44a is provided in the connection regions A to J.
  • the resist layer 44 is subjected to heat treatment to cause the end 44b of the resist layer 44 to sag, thereby forming the inclined surface 44c. Then, an etching process is performed.
  • the insulating layer 42 not covered with the resist layer 44 is removed. Further, in this etching process, a part of the resist layer 44 is also shaved (along with a dashed line), and the end of the insulating layer 42 is also shaved to an inclined surface, thereby completing the inclined region 42a described with reference to FIG. Thereafter, the resist layer 44 is removed.
  • the upper layer wiring 41 can be formed appropriately and easily from the inclined region 42a of the insulating layer 42 to the lower layer wiring 40 of the connection regions A to J.
  • the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41 are three-dimensionally routed, and the magnetoresistive effect elements 24a to 24h are bridge-connected.
  • the characteristic configuration of the present embodiment is that the wiring layer is composed of a lower layer wiring 40 and an upper layer wiring 41 formed on an insulating layer 42 covering the lower layer wiring 40, and the wiring layer is arranged in the vertical direction ( It is in the point of being routed so as not to intervene in the space region between the magnetoresistive effect elements arranged in the (Y direction).
  • the “space region between magnetoresistive elements” refers to a region vacated between the magnetoresistive elements in the vertical direction (Y1-Y2 direction) within the film thickness range of the magnetoresistive elements.
  • both the lower layer wiring 40 and the upper layer wiring 41 are routed so as not to intervene in the space region between the magnetoresistive effect elements in the vertical direction (Y direction). Therefore, the interval T1 between the magnetoresistive elements in the vertical direction (Y direction) can be effectively narrowed compared to the conventional case. Specifically, the interval T1 can be formed within a range of 0 to 200 ⁇ m (however, 0 ⁇ m is not included).
  • the lower layer wiring 40 is formed, for example, on the same formation surface as the magnetoresistive elements 24a to 24h, but as shown in FIG. 3, the magnetoresistive effect in the vertical direction (Y1-Y2 direction). They are routed so as not to be formed within the interval between the elements.
  • the upper layer wiring 41 formed on the lower layer wiring 40 via the insulating layer 42 is located apart from the upper region of the magnetoresistive effect elements 24a to 24h, the upper layer wiring 41 can be routed relatively freely.
  • a part of the upper layer wiring 41 may be routed so as to be positioned between the magnetoresistive effect elements arranged in the vertical direction (Y1-Y2 direction) in plan view.
  • the form of wiring layer routing is not limited to that shown in FIG.
  • the routing structure of the upper layer wiring shown in FIG. 2 is a lower layer wiring formed in a region below the magnetoresistive effect elements 24a to 24h, and the upper layer wiring formed on the same plane as the magnetoresistive effect elements 24a to 24h is illustrated in FIG. 2. It can also be formed with the same routing structure as the lower layer wiring shown in FIG.
  • the interval between magnetoresistive elements arranged in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction) can be narrower than in the prior art. Therefore, even if the magnetic sensor 22 and the magnet 21 are slightly displaced in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction) due to mechanical displacement or the like, the external flows into the magnetoresistive effect element facing in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction). Magnetic field variation can be made smaller than before. Therefore, variations in output waveform can be reduced and output characteristics can be stabilized. Further, since the interval between the magnetoresistive elements arranged in the vertical direction (Y1-Y2 direction) can be narrowed, the magnetic sensor 22 can be reduced in size.
  • the eight magnetoresistive effect elements 24a to 24h constituting the A phase and the B phase are effectively arranged in a matrix on the substrate surface 23a. Applicable.
  • the input terminal 52, the ground terminal 66, and the output terminals 50, 51, 54, 54 are all offset toward one end side in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction) of the magnetic sensor 22 in the lateral direction (X1). -X2 direction), the size of the magnetic sensor 22 in the vertical direction can be reduced, and the downsizing of the magnetic sensor 22 can be promoted.
  • the wiring is effectively provided in the space region between the magnetoresistive effect elements facing in the vertical direction (Y1-Y2 direction). Wiring can be done without intervening layers.
  • the configuration of the magnetic encoder 20 using the magnetic sensor 22 described above is a configuration called a short frequency encoder.
  • this short-frequency encoder instead of the second magnetoresistive effect element 24c, the third magnetoresistive effect element 24g, the sixth magnetoresistive effect element 24d, and the seventh magnetoresistive effect element 24h, all are fixed resistance elements. These fixed resistance elements are interposed between the first magnetoresistance effect element 24a and the fifth magnetoresistance effect element 24b, and between the fourth magnetoresistance effect element 24e and the eighth magnetoresistance effect element 24f.
  • a configuration may be adopted. Thereby, further downsizing of the magnetic sensor 22 can be promoted.
  • the distance between the centers of the magnetoresistive elements connected in series shown in FIG. 2 is ⁇ / 2
  • the magnetization direction (PIN direction) of the pinned magnetic layer of each magnetoresistive element is set to the relative movement direction (X1-
  • X1- the distance between the centers of the magnetoresistive elements adjacent in the relative movement direction.
  • the magnetic sensor 22 linearly moves relative to the magnet 21 as shown in FIG. 1, but as shown in FIG.
  • a rotary magnetic encoder having a rotating drum 89 and magnetic sensor 22 alternately magnetized with S poles, and capable of detecting the rotation speed, the number of rotations, and the direction of rotation based on the output obtained by the rotation of the rotating drum 89 It may be.
  • each magnetoresistive element connected in series when the distance (pitch) between the centers of the N pole and S pole is ⁇ , as in the linearly moving magnetic encoder shown in FIG.
  • the distance between the centers is controlled to ⁇ , for example.
  • FIG. 10 representatively shows a first magnetoresistive element 24a and a second magnetoresistive element 24c connected in series.
  • the pinned magnetization direction (PIN direction) of the pinned magnetic layer 8 of each of the magnetoresistive effect elements 24a to 24h is, for example, the center of the substrate 23 of the magnetic sensor 22 and the relative rotation direction of the magnetic sensor 22 It is fixed in a direction parallel to the tangential direction (relative movement direction of the magnetic sensor 22) when used as a contact.
  • FIG. 1 is a plan view of the magnetic sensor constituting the magnetic encoder of FIG. 1 (with the insulating layer between the lower layer wiring and the upper layer wiring removed), Partial plan view of the magnetic sensor (the upper layer wiring is deleted from FIG. 2), Partial cross-sectional view (cross-sectional view cut along the film thickness direction) showing the connection structure between the lower layer wiring and the upper layer wiring, Partial cross-sectional view (cross-sectional view cut along the film thickness direction) showing the connection structure between the lower layer wiring and the upper layer wiring, 1 process drawing (cross-sectional view cut along the film thickness direction) showing the manufacturing method of the connection structure shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic encoder of the present embodiment different from FIG.
  • the top view of the magnetic sensor which comprises the conventional magnetic encoder

Abstract

【課題】　特に、配線層の引き回し構造を改良し小型化と出力特性の安定化を図ることができる。 【解決手段】　相対移動方向に交互にＮ極とＳ極が着磁された着磁面を有する磁石の着磁面から離れた位置に配置され、基板表面に外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した複数個の磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈを有している。磁気抵抗効果素子は、相対移動方向、及び基板表面内にて前記相対移動方向と直交する縦方向に、マトリクス状に配置されている。配線層は、下層配線４０と、下層配線４０上を覆う絶縁層上に形成された上層配線４１とで構成され、配線層は、縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように引き回されており、複数個の磁気抵抗効果素子が前記配線層によりブリッジ接続されている。

Description

磁気センサ及び磁気エンコーダ
　本発明は、特に、配線層の引き回し構造を改良し小型化と出力特性の安定化を図ることができる磁気センサ及び磁気エンコーダに関する。
　巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用した磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）は、磁気エンコーダに使用できる。
　図１１は、従来における磁気エンコーダを構成する磁気センサ９０の平面図である。磁気抵抗効果素子９１～９８は、８個設けられ、４個ずつ磁気抵抗効果素子を組み合わせてＡ相のブリッジ回路とＢ相のブリッジ回路を構成している。
　図１１に示す磁気センサ９０では、入力端子９９、グランド端子１００は、Ａ相のブリッジ回路及びＢ相のブリッジ回路に対する共通端子である。
　またＡ相のブリッジ回路を構成する２個の出力端子１０１，１０２と、Ｂ相のブリッジ回路を構成する２個の出力端子１０３，１０４が設けられる。
　そして各磁気抵抗効果素子９１～９８と各端子９９～１０４とがＡｌ等で形成された配線層１０５を介して電気的に接続されており、Ａ相のブリッジ回路及びＢ相のブリッジ回路を構成している。
特開２００３－１０６８６６号公報 特開平１０－１６０５１１号公報 特開平２００３－３１５４３２号公報
　しかしながら、図１１に示す従来の磁気エンコーダを構成する磁気センサ９０の構造では以下に示すように小型化が困難であった。
　すなわち相対移動方向（Ｘ方向）に対して直交する縦方向（Ｙ方向）に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域（図１１に示す点線で囲まれた部分）には必ず配線層１０５が存在するため、磁気抵抗効果素子間が縦方向（Ｙ方向）に広がってしまう。図１１に示す従来では、配線層１０５は１層配線であり、縦方向（Ｙ方向）に配置された磁気抵抗効果素子間に配線層１０５を介在しないようにすることが配線層１０５引き回しの関係上できなかった。
　その結果、磁気抵抗効果素子と磁石との縦方向（Ｙ方向）への相対位置関係がずれてしまった場合、各磁気抵抗効果素子に印加される磁石からの外部磁界のばらつきが大きくなり、よって出力特性が不安定化する問題があった。より具体的に説明すると、図１１に示す磁気抵抗効果素子９１と磁気抵抗効果素子９５等は縦方向（Ｙ方向）に間隔を空けて配置されており、その中心位置に磁石中心がある場合には問題ないが、機械的ずれ等により、磁気センサ９０と磁石とが縦方向（Ｙ方向）にずれてしまうと、磁気抵抗効果素子９１，９５間の間隔が広がるほど、磁気抵抗効果素子９１に流入する磁石からの外部磁界と、磁気抵抗効果素子９５に流入する磁石からの外部磁界とのばらつきが大きくなる。そのため、出力波形が歪む等して出力特性が不安定化した。
　また、縦方向（Ｙ方向）に対向する磁気抵抗効果素子間の間隔が広がることで、磁気センサ９０の小型化を促進できなかった。
　そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、配線層の引き回し構造を改良し小型化と出力特性の安定化を図ることができる磁気センサ及び磁気エンコーダを提供することを目的とする。
本発明における磁気センサは、相対移動方向に交互にＮ極とＳ極が着磁された着磁面を有する磁界発生部材の前記着磁面から離れた位置に配置され、基板表面に外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した複数個の磁気抵抗効果素子を有しており、
　前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向、及び基板表面内にて前記相対移動方向と直交する縦方向に、マトリクス状に配置されており、
　配線層は、下層配線と、前記下層配線上を覆う絶縁層上に形成された上層配線とで構成され、
　前記配線層は、前記縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように引き回されており、前記複数個の磁気抵抗効果素子が前記配線層によりブリッジ接続されていることを特徴とするものである。
　上記のように、配線層を下層配線と上層配線の立体構成にし、配線層を縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように引き回したため、縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間の間隔を従来に比べて狭く出来る。この結果、出力特性の安定化を図ることができ、また磁気センサの小型化を促進できる。
　本発明では、前記絶縁層は、前記下層配線上に形成された前記上層配線との接続領域に向うにしたがって徐々に前記絶縁層の膜厚が薄くなる傾斜領域を備え、前記上層配線は、前記傾斜領域上から前記接続領域上にかけて形成された端部領域を備えて、前記下層配線と電気的に接続されていることが好ましい。これにより簡単且つ適切に下層配線と上層配線を電気的に接続でき、また例えばバンプを介して下層配線と上層配線間を電気的に接続する場合に比べて製造プロセスの工程数を減らすことができ簡単に製造できる。
　本発明では、前記下層配線は、前記基板表面と平行な平面内にて磁気抵抗効果素子と対向する高さ位置に設けられており、前記下層配線が、前記縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように前記縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間以外の領域に引き回されており、前記上層配線が前記下層配線上及び前記磁気抵抗効果素子上を覆う前記絶縁層を介して前記下層配線と電気的に接続されていることが好ましい。
　また本発明では、前記磁気抵抗効果素子に電気的に接続される入力端子、グランド端子、及び出力端子が全て、前記縦方向における同じ端部側に片寄っており、各端子が相対移動方向に向けて配列されていることが好ましい。これにより磁気センサの小型化を促進できる。またこのように全ての端子を同じ端部側に配列した構造において、効果的に縦方向に対向する磁気抵抗効果素子間に配線層を介在させることがない配線構造を実現できる。
　また本発明では、第１の磁気抵抗効果素子、第２の磁気抵抗効果素子、第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子がＡ相のブリッジ回路を構成し、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とがＡ相第１出力端子Ｖａ１を介して直列接続されるとともに、前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とがＡ相第２出力端子Ｖａ２を介して直列接続されており、
　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが前記入力端子を介して接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とが前記グランド端子を介して接続されており、
　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子、及び第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子が、夫々、前記相対移動方向に、所定の中心間距離を空けて配置されているとともに、
　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子、及び第２の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子が、前記相対移動方向と直交する縦方向に並設されており、
　第５の磁気抵抗効果素子、第６の磁気抵抗効果素子、第７の磁気抵抗効果素子及び第８の磁気抵抗効果素子がＢ相のブリッジ回路を構成し、前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第６の磁気抵抗効果素子とがＢ相第１出力端子Ｖｂ１を介して直列接続されるとともに、前記第７の磁気抵抗効果素子と前記第８の磁気抵抗効果素子とがＢ相第２出力端子Ｖｂ２を介して直列接続されており、
　前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第７の磁気抵抗効果素子とが前記入力端子を介して接続され、前記第６の磁気抵抗効果素子と前記第８の磁気抵抗効果素子とが前記グランド端子を介して接続されており、
　前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第６の磁気抵抗効果素子、及び第７の磁気抵抗効果素子及び第８の磁気抵抗効果素子が、夫々、前記相対移動方向に距離を空けて配置されているとともに、前記Ａ相のブリッジ回路を構成する各磁気抵抗効果素子間の中心間距離の半分だけ前記相対移動方向にずれた位置に配置され、さらに、
　前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第８の磁気抵抗効果素子、及び前記第６の磁気抵抗効果素子と前記第７の磁気抵抗効果素子が、前記相対移動方向と直交する縦方向に並設されていることが好ましい。本発明では、上記したＡ相のブリッジ回路とＢ相のブリッジ回路を備える磁気センサに効果的に適用できる。
　また本発明では、前記第２の磁気抵抗効果素子、前記第３の磁気抵抗効果素子、前記第６の磁気抵抗効果素子及び前記第７の磁気抵抗効果素子に代えて、いずれも固定抵抗素子が用いられ、これら固定抵抗素子が、第１の磁気抵抗効果素子と第５の磁気抵抗効果素子の間、及び第４の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子の間の領域内に配置される構成でもよい。
　また本発明における磁気エンコーダは、上記のいずれかに記載された磁気センサと、前記磁界発生部材とを有してなることを特徴とするものである。本発明では、出力特性に優れた磁気エンコーダを提供できる。また磁気エンコーダの小型化を促進できる。
　また本発明では、前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、λの中心間距離を空けて配置されている構造に適用できる。あるいは、前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、λ／２の中心間距離を空けて配置されている構造に適用できる。
　また、前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、前記相対移動方向に隣り合う前記磁気抵抗効果素子は、λ／４の中心間距離を空けて配置されている構造にも適用できる。
　本発明によれば、従来に比べて、磁気センサ及び磁気エンコーダの出力特性の安定化と小型化を図ることができる。
　図１は、本実施形態の磁気エンコーダの斜視図、図２は、図１の磁気エンコーダを構成する磁気センサの平面図、図３は、磁気センサの部分平面図（図２から上層配線を削除）、図４，図５は、下層配線と上層配線との接続構造を示す部分断面図、図６は、図４に示す接続構造の製造工程を示す断面図、図７は、磁気抵抗効果素子の積層構造を説明するための断面図、図８は、磁気センサの回路図、図９は、図１とは異なる本実施形態の磁気エンコーダの斜視図、図１０は、図１とは異なる本実施形態の磁気エンコーダの模式図、である。
　各図におけるＸ１－Ｘ２方向、Ｙ１－Ｙ２方向、及びＺ１－Ｚ２方向の各方向は残り２つの方向に対して直交した関係となっている。Ｘ１－Ｘ２方向は、磁石２１及び磁気センサ２２の相対移動方向であり、磁気センサ２２を構成する基板２３の横方向である。この実施形態において特に断らない限り「相対移動方向」とは磁気センサの相対移動方向を指す。そしてこの実施形態では、磁気センサ２２の相対移動方向はＸ１方向である。よって、磁石２１が固定で磁気センサ２２が移動する場合は、磁気センサ２２はＸ１方向に動き、磁気センサ２２が固定で磁石２１が移動する場合は、磁石２１がＸ２方向に動いている。なお磁石２１及び磁気センサ２２の双方が動く形態でもよい。Ｙ１－Ｙ２方向は、基板２３の平面内にて相対移動方向に対して直交する磁気センサ２２の縦方向である。Ｚ１－Ｚ２方向は磁石２１と磁気センサ２２とが所定の間隔を空けて対向する高さ方向である。
　図１に示すように磁気エンコーダ２０は、磁石（磁界発生部材）２１と磁気センサ２２を有して構成される。
　磁石２１は図示Ｘ１－Ｘ２方向に延びる棒形状であり、磁気センサ２２との対向面が図示Ｘ１－Ｘ２方向に所定幅にてＮ極とＳ極とが交互に着磁された着磁面である。Ｎ極とＳ極との中心間距離（ピッチ）はλである。例えば、λは、０．５～４．０ｍｍである。
　図１に示すように磁気センサ２２は、基板２３と、共通の基板２３の表面（磁石２１との対向面）２３ａに設けられた複数の磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈとを有して構成される。磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈは基板２３上に直接形成されてもよいし基板２３との間に絶縁層（図示しない）が介在してもよい。
　図１及び図２に示すように、８個の磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈは、Ｘ１－Ｘ２方向に４個ずつ、Ｙ１－Ｙ２方向に２個ずつマトリクス状に配列している。図１に示すようにＸ１－Ｘ２方向にて隣り合う各磁気抵抗効果素子の中心間の間隔はλ／２となっている。
　各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈは、Ｙ１－Ｙ２方向に細長形状で形成された複数本の素子部がＸ１－Ｘ２方向に配列され各素子部の端部間が連結されたミアンダ形状で形成されることが好適である。
　各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈは、図７に示すように、下から反強磁性層７、固定磁性層８、非磁性層９、フリー磁性層１０及び保護層１１の順で積層された構造で形成される。ただし、図７の積層構造は一例である。例えば固定磁性層８は積層フェリ構造で形成されてもよい。また、例えば反強磁性層７はＩｒＭｎ、固定磁性層８はＣｏＦｅ、非磁性層９はＣｕ、フリー磁性層１０はＮｉＦｅ、保護層１１はＴａで形成される。
　磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈは、少なくとも固定磁性層８とフリー磁性層１０が非磁性層９を介して積層された積層部分を備える。反強磁性層７と固定磁性層８との間には交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じて固定磁性層８の磁化は一方向に固定されている。
　一方、フリー磁性層１０の磁化方向は固定されておらず外部磁界Ｈによって磁化変動する。
　本実施形態では、磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈを構成するフリー磁性層１０と非磁性層９との間の界面は、磁石２１の着磁面２１ａと平行な面方向（Ｘ－Ｙ面方向）を向いている。
　上記の構成では非磁性層９がＣｕで形成された巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）の構成であるが、例えば非磁性層９がＡｌ2Ｏ3、ＭｇＯ等の絶縁材料で形成されるとき、トンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）として構成される。磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈは異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）であってもよい。
　図３に示すように各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈの固定磁性層８の固定磁化方向（ＰＩＮ方向）は、相対移動方向（Ｘ１方向）である。固定磁性層８の固定磁化方向（ＰＩＮ方向）はＸ２方向でもよい。
　次に以下では、磁気抵抗効果素子２４ａを第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、磁気抵抗効果素子２４ｂを第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、磁気抵抗効果素子２４ｃを第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、磁気抵抗効果素子２４ｄを第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、磁気抵抗効果素子２４ｅを第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ、磁気抵抗効果素子２４ｆを第８の磁気抵抗効果素子２４ｆ、磁気抵抗効果素子２４ｇを第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ、磁気抵抗効果素子２４ｈを第７の磁気抵抗効果素子２４ｈと称することとする。
　図８に示すように、第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅによりＡ相のブリッジ回路が構成されている。第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃとがＡ相第１出力端子（Ｖａ１）５０を介して直列接続されている。また、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇと第４の磁気抵抗効果素子２４ｅとがＡ相第２出力端子（Ｖａ２）５１を介して直列接続される。また、第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第３の磁気抵抗効果素子２４ｇとが入力端子５２を介して、及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃと第４の磁気抵抗効果素子２４ｅとがグランド端子６６を介して接続されている。
　図８に示すようにＡ相第１出力端子（Ｖａ１）５０とＡ相第２出力端子（Ｖａ２）５１は、第１の差動増幅器５８の入力部側に接続され、第１の差動増幅器５８から差動出力が得られるようになっている。
　また本実施形態ではもう一つＢ相のブリッジ回路が、第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、第７の磁気抵抗効果素子２４ｈ、及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆにより構成されている。第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第６の磁気抵抗効果素子２４ｄとが、Ｂ相第１出力端子（Ｖｂ１）５４を介して直列接続され、第７の磁気抵抗効果素子２４ｈと第８の磁気抵抗効果素子２４ｆがＢ相第２出力端子（Ｖｂ２）５５を介して直列接続されている。また、図８に示すように第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第７の磁気抵抗効果素子２４ｈとが入力端子５２を介して、及び第６の磁気抵抗効果素子２４ｄと第８の磁気抵抗効果素子２４ｆとが、グランド端子６６を介して接続されている。
　図８に示すようにＢ相第１出力端子（Ｖｂ１）５４とＢ相第２出力端子（Ｖｂ２）５５は、第２の差動増幅器６０の入力部側に接続され、第２の差動増幅器６０から差動出力が得られる。
　図１に示すように、図８に示すブリッジ回路にて直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの中心間の間隔はλとなっている。
　なお、入力端子５２及びグランド端子６６はＡ相及びＢ相の共通端子である。
　磁気センサ２２が磁石２１に対してＸ１方向に相対移動すると、各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈには、磁石２１の着磁面２１ａから外部磁界Ｈ１，Ｈ２が進入する。図１に示すように外部磁界Ｈ１と外部磁界Ｈ２の方向は異なり、またちょうど磁気抵抗効果素子が磁極上に位置すると、磁気抵抗効果素子に対して磁場成分は垂直磁場が支配的となり、外部磁場がゼロの状態（無磁場状態）となる。
　ここで代表して、Ａ相のブリッジ回路を構成し直列接続される第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃに対する外部磁界の進入状態について説明する。
　第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃは相対移動方向（Ｘ１方向）にλ離れているため、第１の磁気抵抗効果素子２４ａに外部磁界Ｈ１が進入すると、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃには、外部磁界Ｈ２が進入する。このとき固定磁性層８の固定磁化方向（Ｐ方向）はＸ１方向であるから、外部磁界Ｈ１の進入により、第１の磁気抵抗効果素子２４ａの抵抗値は増大し、一方、外部磁界Ｈ２の進入により、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃの抵抗値は減少する。また、磁気センサ２２がＸ１方向にλ／２だけ相対移動すると、第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃには垂直磁場が進入するため第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃの抵抗値は変化しない。さらに、磁気センサ２２がＸ１方向にλ／２だけ相対移動すると、第１の磁気抵抗効果素子２４ａには外部磁界Ｈ２が進入し、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃには外部磁界Ｈ１が進入するため、第１の磁気抵抗効果素子２４ａの抵抗値は減少し、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃの抵抗値は増大する。
　図８に示すＡ相のブリッジ回路及びＢ相ブリッジ回路からは例えば略矩形波の出力波形が得られるが、位相がλ／２分ずれて出力される。出力波形に基づき、磁気センサ２２あるいは磁石２１の移動速度や移動距離を検出できる。また、Ａ相とＢ相の２系統にすることで、Ａ相のブリッジ回路からの出力波形に対するＢ相のブリッジ回路からの出力波形の位相のずれ方向がどちら方向であるかを検知することで、移動方向を知ることが可能となる。
　磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈの配置について説明する。図２を用いて説明する。
　Ａ相のブリッジ回路において、直列接続される第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅは夫々、相対移動方向（Ｘ１方向）にλの間隔を空けて配置される。
　また、第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ、及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃと第３の磁気抵抗効果素子２４ｇは、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に並設されている。
　図２の実施形態では、第１の磁気抵抗効果素子２４ａがＸ２方向のＹ１側に、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃがＸ１方向のＹ１側に、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇがＸ１方向のＹ２側に、第４の磁気抵抗効果素子２４ｅがＸ２方向のＹ２側に夫々配置される。
　続いて、Ｂ相のブリッジ回路において、直列接続される第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈと第８の磁気抵抗効果素子２４ｆは、夫々、相対移動方向（Ｘ１方向）にλの間隔を空けて配置されるとともに、Ａ相のブリッジ回路を構成する各磁気抵抗効果素子に対してλ／２だけ相対移動方向（Ｘ１方向）にずれた位置に配置される。
　また、第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第８の磁気抵抗効果素子２４ｆ、及び第６の磁気抵抗効果素子２４ｄと第７の磁気抵抗効果素子２４ｈは、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に並設されている。
　図２の実施形態では、第５の磁気抵抗効果素子２４ｂが第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃの間に、第６の磁気抵抗効果素子２４ｄが、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃよりもＸ１側に、第７の磁気抵抗効果素子２４ｈが第３の磁気抵抗効果素子２４ｇよりもＸ１側に、第８の磁気抵抗効果素子２４ｆが、第４の磁気抵抗効果素子２４ｅと第３の磁気抵抗効果素子２４ｇの間に夫々、配置される。
　次に、図２に示すように、入力端子５２、グランド端子６６、Ａ相第１出力端子５０、Ａ相第２出力端子５１、Ｂ相第１出力端子５４、Ｂ相第２出力端子５５が全て、基板２３のＹ２側端部に片寄り、Ｘ１－Ｘ２方向に間隔を空けて配列されている。
　本実施形態では、各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈ間や各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈと各端子間を電気的に接続する配線層が下層配線４０と上層配線４１とで立体的に構成されている。配線層はＡｌ等で形成される。図２では下層配線４０と上層配線４１の双方を示し、図３では下層配線４０のみを示している。下層配線４０と上層配線４１間には絶縁層４２が介在するため、実際には平面視にて上層配線４１と下層配線４０の双方を見ることはできないが図２では絶縁層４２を除去した状態で、下層配線４０と上層配線４１の双方を示している。また図２では上層配線４１を斜線で示している。
　まず下層配線４０について説明する。下層配線４０は、各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈと基板表面と平行な平面（Ｘ－Ｙ平面）内にて対向する高さ位置に形成される。例えば、下層配線４０は、各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈの形成面と同一面上に形成されている。同一面上でなくてもよいが、同一面上に下層配線４０を形成することで簡単に下層配線４０を形成できる。
　図３に示すように下層配線４０は、入力端子５５と第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ、及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈ間を接続する入力配線層４０ａを備える。また、グランド端子６６と第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆ間を接続するグランド配線層４０ｂ，４０ｃを備える。さらに第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ間を接続する接続配線層４０ｄや、Ｂ相第２出力端子５５と第８の磁気抵抗効果素子２４ｆ間を接続する接続配線層４０ｅを備える。そのほか、下層配線４０には、第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ，第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ、第７の磁気抵抗効果素子２４ｈの一端部から、及び出力端子５０、５２、５４から途中まで延びる接続配線層が設けられる。
　図３に示すように下層配線４０は縦方向（Ｙ方向）に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内には形成されていない。
　上層配線４１は、下層配線４０上、磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈ上及び、下層配線４０や磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈの周囲に広がる基板表面上に絶縁層４２を介して形成される。
　上層配線４１は、下層配線４０と図２に示す各接続領域Ａ～Ｊの位置で電気的に接続されている。図４に示すように、下層配線４０上に形成された絶縁層４２は、接続領域Ａ～Ｊに向うにしたがって徐々に絶縁層４２の膜厚が薄くなる傾斜領域４２ａを備えている。そして上層配線４１は、絶縁層４２の傾斜領域４２ａ上から接続領域Ａ～Ｊの下層配線４０上にかけて形成された端部領域４１ａを備えている。
　図４に示す下層配線４０と上層配線４１の接続構造とすることで、簡単且つ適切に下層配線４０と上層配線４１とを電気的に接続できる。また図５に示す形態では、バンプ部４３を介して下層配線４０と上層配線４１とが電気的に接続されている。この図５の接続構造も本実施形態の一態様であるが、図５では、バンプ部４３の形成工程や絶縁層４２表面の平坦化工程が必要であった。一方、図４に示す形態では、これらの工程が必要無い。図６を用いて図４の形態の製造工程を説明する。
　図６に示すように、下層配線４０の上、磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈ及び下層配線４０や磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈの周囲に広がる起案表面上の全体に絶縁層４２を形成する。次に、絶縁層４２の表面をＣＭＰ技術等を用いて平坦化処理する。次に、絶縁層４２上にレジスト層４４を設ける。レジスト層４４には、接続領域Ａ～Ｊの部分に間隔４４ａが空いている。またレジスト層４４に対して熱処理を施してレジスト層４４の端部４４ｂにだれを生じさせて傾斜面４４ｃを形成する。そしてエッチング処理を施す。これによりレジスト層４４に覆われていない絶縁層４２が除去される。さらにこのエッチング処理では、レジスト層４４の一部も削れて（一点鎖線）、それに伴い絶縁層４２の端部も傾斜面に削れて図４で説明した傾斜領域４２ａが完成する。その後、レジスト層４４を除去する。
　そして絶縁層４２上に図２に示す引き回し形状で上層配線４１を形成し、このとき図４で説明したように上層配線４１の端部領域４１ａを絶縁層４２の傾斜領域４２ａ上から接続領域Ａ～Ｊの下層配線４０上にかけて形成する。図５のようにバンプ部４３が無くても、絶縁層４２の傾斜領域４２ａから接続領域Ａ～Ｊの下層配線４０上にかけて適切且つ簡単に上層配線４１を形成することが出来る。
　図２に示すように、下層配線４０と上層配線４１とが立体的に引き回されて、磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈがブリッジ接続されている。
　本実施形態の特徴的な構成は、配線層が、下層配線４０と、下層配線４０上を覆う絶縁層４２上に形成された上層配線４１とで構成されており、配線層が、縦方向（Ｙ方向）に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように引き回されている点にある。ここで「磁気抵抗効果素子間の空間領域」とは、磁気抵抗効果素子の膜厚範囲内にて縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の磁気抵抗効果素子間に空いている領域のことを指す。
　本実施形態では下層配線４０及び上層配線４１はいずれも、縦方向（Ｙ方向）における磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように引き回されている。よって縦方向（Ｙ方向）における磁気抵抗効果素子間の間隔Ｔ１を従来に比べて効果的に狭く出来る。具体的には間隔Ｔ１を０～２００μｍ（ただし０μｍを含まない）の範囲内で形成できる。
　図３に示す実施形態では、下層配線４０は例えば磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈと同じ形成面上に形成されているが、図３に示すように縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）における磁気抵抗効果素子間の間隔内に形成されないように引き回されている。一方、下層配線４０上に絶縁層４２を介して形成された上層配線４１が、磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈの上方領域に離れて位置している場合、上層配線４１を比較的自由に引き回しでき、例えば上層配線４１の一部が平面視にて縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に配置された磁気抵抗効果素子間に位置するように引き回されていてもよい。
　なお配線層の引き回しの形態は図２に限定されるものではない。例えば、図２に示す上層配線の引き回し構造を磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈよりも下方領域に形成される下層配線とし、磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈと同じ平面上に形成される上層配線を図２、図３に示す下層配線と同じ引き回し構造で形成することも出来る。
　以上のように本実施形態では、従来に比べて縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に配置された磁気抵抗効果素子間の間隔を狭く出来る。よって、機械的ずれ等により、磁気センサ２２と磁石２１とが縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に多少ずれても、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）にて対向する磁気抵抗効果素子に流入する外部磁界のばらつきを従来よりも小さくできる。よって、出力波形のばらつきを小さくでき出力特性の安定化を図ることができる。また、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に配置された磁気抵抗効果素子間の間隔を狭くできるので磁気センサ２２の小型化を図ることができる。
　本実施形態では、特に図２、図８に示すようにＡ相及びＢ相を構成する８個の磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈが基板表面２３ａにマトリクス状に配置されている形態に効果的に適用できる。
　また、図２に示すように入力端子５２、グランド端子６６、出力端子５０、５１、５４、５４が全て磁気センサ２２の縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）における一端部側に片寄って横方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に配列されているが、これにより、磁気センサ２２の縦方向への寸法を小さくでき、磁気センサ２２の小型化を促進できる。加えて、このように各端子を一端部側に片寄られて配列した形態に対して、効果的に、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）にて対向する磁気抵抗効果素子間の空間領域内に配線層が介在しないように配線できる。
　上記した磁気センサ２２を用いた磁気エンコーダ２０の構成は短周波エンコーダと呼ばれる構成である。この短周波エンコーダでは、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ、第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈに代えて、いずれも固定抵抗素子を用い、これら固定抵抗素子を、第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ間、及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅと第８の磁気抵抗効果素子２４ｆの間に介在させる構成としてもよい。これにより磁気センサ２２の更なる小型化を促進できる。
　あるいは、図２に示す直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの中心間距離をλ／２にして、各磁気抵抗効果素子の固定磁性層の磁化方向（ＰＩＮ方向）を、相対移動方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に対して直交する方向に向ける倍周波エンコーダの構成にすることも可能である。倍周波エンコーダでは、相対移動方向に隣り合う磁気抵抗効果素子の中心間距離がλ／４である。
　本実施形態の磁気エンコーダ２０は、図１に示すように磁気センサ２２が磁石２１に対して直線的に相対移動するものであったが、図１０に示すように、例えば表面８９ａにＮ極とＳ極とが交互に着磁された回転ドラム８９と磁気センサ２２とを有し、回転ドラム８９の回転によって得られた出力により、回転速度や回転数、回転方向を検知できる回転型の磁気エンコーダであってもよい。
　図１０の拡大図に示すように、図１に示す直線移動の磁気エンコーダと同様に、Ｎ極とＳ極の中心間距離（ピッチ）をλとしたとき、直列接続される各磁気抵抗効果素子どうしの中心間距離は例えばλに制御されている。図１０では代表して直列接続される第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃが図示されている。
　図１０に示すように、各磁気抵抗効果素子２４ａ～２４ｈの固定磁性層８の固定磁化方向（ＰＩＮ方向）は、例えば磁気センサ２２の基板２３の中心を、磁気センサ２２の相対回転方向上の接点としたときの接線方向（磁気センサ２２の相対移動方向）と平行な方向に固定されている。
本実施形態の磁気エンコーダの斜視図、 図１の磁気エンコーダを構成する磁気センサの平面図（ただし下層配線と上層配線間の絶縁層を除去した）、 磁気センサの部分平面図（図２から上層配線を削除した）、 下層配線と上層配線との接続構造を示す部分断面図（膜厚方向に沿って切断した断面図）、 下層配線と上層配線との接続構造を示す部分断面図（膜厚方向に沿って切断した断面図）、 図４に示す接続構造の製造方法を示す一工程図（膜厚方向に沿って切断した断面図）、 磁気抵抗効果素子の積層構造を説明するための断面図（膜厚方向に沿って切断した断面図）、 磁気センサの回路図、 図１とは異なる本実施形態の磁気エンコーダの斜視図、 図１とは異なる本実施形態の磁気エンコーダの模式図、 従来における磁気エンコーダを構成する磁気センサの平面図、
符号の説明
７　反強磁性層
８　固定磁性層
９　非磁性層
１０　フリー磁性層
１１　保護層
２０　磁気エンコーダ
２１　磁石
２２　磁気センサ
２３　基板
２４ａ～２４ｈ　磁気抵抗効果素子
４０　下層配線
４１　上層配線
４２　絶縁層
４３　バンプ部
４４　レジスト層
５０　Ａ相第１出力端子（Ｖａ１）
５１　Ａ相第２出力端子（Ｖａ２）
５２　入力端子（Ｖｄｄ）
５４　Ｂ相第１出力端子（Ｖｂ１）
５５　Ｂ相第２出力端子（Ｖｂ２）
６６　グランド端子（ＧＮＤ）
５８、６０　差動増幅器
８９　回転ドラム
Ａ～Ｊ　接続領域

Claims (10)

  1. 　相対移動方向に交互にＮ極とＳ極が着磁された着磁面を有する磁界発生部材の前記着磁面から離れた位置に配置され、基板表面に外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した複数個の磁気抵抗効果素子を有しており、
    　前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向、及び基板表面内にて前記相対移動方向と直交する縦方向に、マトリクス状に配置されており、
    　配線層は、下層配線と、前記下層配線上を覆う絶縁層上に形成された上層配線とで構成され、
    　前記配線層は、前記縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように引き回されており、前記複数個の磁気抵抗効果素子が前記配線層によりブリッジ接続されていることを特徴とする磁気センサ。
  2. 　前記絶縁層は、前記下層配線上に形成された前記上層配線との接続領域に向うにしたがって徐々に前記絶縁層の膜厚が薄くなる傾斜領域を備え、前記上層配線は、前記傾斜領域上から前記接続領域上にかけて形成された端部領域を備えて、前記下層配線と電気的に接続されている請求項１記載の磁気センサ。
  3. 　前記下層配線は、前記基板表面と平行な平面内にて磁気抵抗効果素子と対向する高さ位置に設けられており、前記下層配線が、前記縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間の空間領域内に介在しないように前記縦方向に配置された磁気抵抗効果素子間以外の領域に引き回されており、前記上層配線が前記下層配線上及び前記磁気抵抗効果素子上を覆う前記絶縁層を介して前記下層配線と電気的に接続されている請求項１又は２に記載の磁気センサ。
  4. 　前記磁気抵抗効果素子に電気的に接続される入力端子、グランド端子、及び出力端子が全て、前記縦方向における同じ端部側に片寄っており、各端子が相対移動方向に向けて配列されている請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気センサ。
  5. 　第１の磁気抵抗効果素子、第２の磁気抵抗効果素子、第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子がＡ相のブリッジ回路を構成し、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とがＡ相第１出力端子Ｖａ１を介して直列接続されるとともに、前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とがＡ相第２出力端子Ｖａ２を介して直列接続されており、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが前記入力端子を介して接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とが前記グランド端子を介して接続されており、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子、及び第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子が、夫々、前記相対移動方向に、所定の中心間距離を空けて配置されているとともに、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子、及び第２の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子が、前記相対移動方向と直交する縦方向に並設されており、
    　第５の磁気抵抗効果素子、第６の磁気抵抗効果素子、第７の磁気抵抗効果素子及び第８の磁気抵抗効果素子がＢ相のブリッジ回路を構成し、前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第６の磁気抵抗効果素子とがＢ相第１出力端子Ｖｂ１を介して直列接続されるとともに、前記第７の磁気抵抗効果素子と前記第８の磁気抵抗効果素子とがＢ相第２出力端子Ｖｂ２を介して直列接続されており、
    　前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第７の磁気抵抗効果素子とが前記入力端子を介して接続され、前記第６の磁気抵抗効果素子と前記第８の磁気抵抗効果素子とが前記グランド端子を介して接続されており、
    　前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第６の磁気抵抗効果素子、及び第７の磁気抵抗効果素子及び第８の磁気抵抗効果素子が、夫々、前記相対移動方向に距離を空けて配置されているとともに、前記Ａ相のブリッジ回路を構成する各磁気抵抗効果素子間の中心間距離の半分だけ前記相対移動方向にずれた位置に配置され、さらに、
    　前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第８の磁気抵抗効果素子、及び前記第６の磁気抵抗効果素子と前記第７の磁気抵抗効果素子が、前記相対移動方向と直交する縦方向に並設されている請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気センサ。
  6. 　前記第２の磁気抵抗効果素子、前記第３の磁気抵抗効果素子、前記第６の磁気抵抗効果素子及び前記第７の磁気抵抗効果素子に代えて、いずれも固定抵抗素子が用いられ、これら固定抵抗素子が、第１の磁気抵抗効果素子と第５の磁気抵抗効果素子の間、及び第４の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子の間の領域内に配置される請求項５記載の磁気センサ。
  7. 　請求項１ないし６のいずれかに記載された磁気センサと、前記磁界発生部材とを有してなることを特徴とする磁気エンコーダ。
  8. 　前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、λの中心間距離を空けて配置されている請求項７記載の磁気エンコーダ。
  9. 　前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、λ／２の中心間距離を空けて配置されている請求項７記載の磁気エンコーダ。
  10. 　前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、前記相対移動方向に隣り合う前記磁気抵抗効果素子は、λ／４の中心間距離を空けて配置されている請求項７又は９に記載の磁気エンコーダ。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2826450A2 (en) 2006-04-07 2015-01-21 The Procter and Gamble Company Absorbent article having nonwoven lateral zones
WO2015094735A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 The Procter & Gamble Company Absorbent pads comprising zones of differential absorbent capacity
WO2015094734A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 The Procter & Gamble Company Absorbent pads comprising zones of differential absorbent capacity
WO2015094733A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 The Procter & Gamble Company Absorbent pads comprising zones of differential absorbent capacity
JP2015190882A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 Dmg森精機株式会社 位置検出装置
WO2024036180A1 (en) 2022-08-09 2024-02-15 The Procter & Gamble Company Absorbent article

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6387788B2 (ja) * 2013-10-28 2018-09-12 日立金属株式会社 磁気エンコーダ用磁気媒体、磁気エンコーダ、並びに磁気媒体の製造方法
JP6500700B2 (ja) * 2015-08-26 2019-04-17 株式会社村田製作所 抵抗素子用の集合基板
JP7215454B2 (ja) 2020-04-08 2023-01-31 Tdk株式会社 磁気センサ、磁気式エンコーダおよびレンズ位置検出装置
JP7115505B2 (ja) 2020-04-20 2022-08-09 Tdk株式会社 磁気センサ、磁気式エンコーダおよびレンズ位置検出装置
JP7310850B2 (ja) 2021-04-15 2023-07-19 Tdk株式会社 磁気センサ、磁気式エンコーダおよびレンズ位置検出装置
JP7452562B2 (ja) 2022-03-01 2024-03-19 Tdk株式会社 磁気センサ、磁気式エンコーダ、レンズ位置検出装置および測距装置ならびに磁気センサの製造方法
JP2023152002A (ja) 2022-04-01 2023-10-16 Tdk株式会社 磁気式エンコーダおよび測距装置
JP2024029480A (ja) 2022-08-22 2024-03-06 Tdk株式会社 磁気センサ、磁気式エンコーダおよび磁気センサの製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0299825A (ja) * 1988-10-07 1990-04-11 Hitachi Metals Ltd 磁気センサ素子
JPH0336979U (ja) * 1989-08-23 1991-04-10
JPH10160511A (ja) 1996-12-04 1998-06-19 Mitsutoyo Corp 磁気エンコーダ
JP2001174286A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Fdk Corp 磁気エンコーダ
JP2003502876A (ja) * 1999-06-18 2003-01-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 不可逆特性を持つ磁気システムおよびこの種システムを作成し修理し操作する方法
JP2003106866A (ja) 2001-10-01 2003-04-09 Alps Electric Co Ltd 磁気センサ
JP2003315432A (ja) 2002-04-19 2003-11-06 Mitsubishi Electric Corp 磁気抵抗センサ装置
JP2007516437A (ja) * 2003-12-06 2007-06-21 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング マグネットセンサ装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0638047B2 (ja) * 1985-10-09 1994-05-18 株式会社日立製作所 磁気的に位置を検出する装置
US6246233B1 (en) * 1994-12-30 2001-06-12 Northstar Technologies Inc. Magnetoresistive sensor with reduced output signal jitter and temperature compensation
DE10158053A1 (de) * 2001-11-27 2003-06-05 Philips Intellectual Property Sensoranordnung
JP2007199007A (ja) * 2006-01-30 2007-08-09 Alps Electric Co Ltd 磁気エンコーダ
KR101109712B1 (ko) * 2006-09-07 2012-01-31 알프스 덴키 가부시키가이샤 자기검출장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0299825A (ja) * 1988-10-07 1990-04-11 Hitachi Metals Ltd 磁気センサ素子
JPH0336979U (ja) * 1989-08-23 1991-04-10
JPH10160511A (ja) 1996-12-04 1998-06-19 Mitsutoyo Corp 磁気エンコーダ
JP2003502876A (ja) * 1999-06-18 2003-01-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 不可逆特性を持つ磁気システムおよびこの種システムを作成し修理し操作する方法
JP2001174286A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Fdk Corp 磁気エンコーダ
JP2003106866A (ja) 2001-10-01 2003-04-09 Alps Electric Co Ltd 磁気センサ
JP2003315432A (ja) 2002-04-19 2003-11-06 Mitsubishi Electric Corp 磁気抵抗センサ装置
JP2007516437A (ja) * 2003-12-06 2007-06-21 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング マグネットセンサ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2267413A4

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2826450A2 (en) 2006-04-07 2015-01-21 The Procter and Gamble Company Absorbent article having nonwoven lateral zones
WO2015094735A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 The Procter & Gamble Company Absorbent pads comprising zones of differential absorbent capacity
WO2015094734A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 The Procter & Gamble Company Absorbent pads comprising zones of differential absorbent capacity
WO2015094733A1 (en) 2013-12-20 2015-06-25 The Procter & Gamble Company Absorbent pads comprising zones of differential absorbent capacity
JP2015190882A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 Dmg森精機株式会社 位置検出装置
WO2024036180A1 (en) 2022-08-09 2024-02-15 The Procter & Gamble Company Absorbent article

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