專利名稱：磁阻抗傳感器元件以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由用于磁性傳感器的非晶絲所組成的磁阻抗傳感器元件(以下稱為 MI元件)的小型化、薄型化。
背景技術(shù)：
圖12示出以往的MI元件的構(gòu)造(專利文件1)。MI元件9是通過在基板上91的中心部固定非晶絲92、并在該基板周邊卷繞檢測(cè)線圈93而形成的。一般來說，非晶絲92為長度4mm、直徑30 μ m，MI元件的大小為寬度3mm、 高度2mm、長度4mm等。所述以往的MI元件作為磁性傳感器使用的話，能夠達(dá)到某種程度的高靈敏度化、 小型化，但作為高性能磁性傳感器(以下，稱為MI傳感器)其小型化程度并不一定足夠。作為MI元件的磁性體核心的非晶絲在通過加熱的焊錫接合中會(huì)發(fā)生結(jié)晶化，因此，在非晶絲的兩端和電極之間要通過超聲波焊接等來進(jìn)行電連接。在非晶絲的兩端需要有該電連接部，因此非晶絲就要加長。另外，非晶絲的磁氣特性容易受到由外部應(yīng)力所導(dǎo)致的變形的影響，因此要以凝膠狀物質(zhì)覆蓋非晶絲。從而，檢測(cè)線圈因是從外周卷繞在基板上由凝膠狀物質(zhì)覆蓋的非晶絲和基板的結(jié)構(gòu)而變粗。因此，MI元件的尺寸較大，難以實(shí)現(xiàn)小型化。專利文獻(xiàn)1 特開2001-296127號(hào)公報(bào)為了實(shí)現(xiàn)MI元件的小型化，必須在縮短非晶絲自身的同時(shí)，檢測(cè)線圈不是從外周對(duì)基板進(jìn)行卷繞，而是在基板上僅卷繞非晶絲。但是，在基板的檢測(cè)線圈的圖案上配置無應(yīng)力的非晶絲是比較困難的。非晶絲受到應(yīng)力作用的話其磁氣特性會(huì)受到影響，就不能充分發(fā)揮其MI效果，因此其作為MI元件的可靠性也有所欠缺。因此，若對(duì)基板實(shí)施槽加工并在槽內(nèi)埋設(shè)非晶絲，則有希望實(shí)現(xiàn)非晶絲自身沒有受到任何應(yīng)力、具有可靠性的MI元件。圖13以及圖14示出槽式的MI元件的構(gòu)造(凹型)(專利文獻(xiàn)2)。利用細(xì)微加工的槽式的MI元件能夠?qū)崿F(xiàn)比所述以往的MI元件更大幅度的小型化。其構(gòu)造是通過如下步驟形成的在基板1的某個(gè)方向切削加工延伸槽11 (凹形狀)；在延伸槽11內(nèi)埋設(shè)非晶絲2、絕緣體4以及第1檢測(cè)線圈部31 ；在槽的上表面112形成第2 檢測(cè)線圈部32。這里，使用長度1. 5mm、直徑30 μ m的非晶絲2，基板1的大小為寬度0. 5mm、 厚度(高度)0. 5mm、長度1. 5mm。又，基板上的槽的深度為0. 05mm、寬度為0. 07mm。但是，所述槽式構(gòu)造(凹型)的MI元件因要在基板上進(jìn)行延伸槽的加工，從而在延伸槽的加工時(shí)可能會(huì)造成破損。目前的非晶絲直徑為30 μ m，檢測(cè)線圈盡可能接近地卷繞時(shí)其輸出會(huì)增加，因此，槽加工的刀的寬度最好盡可能接近30 μ m。但是，通常的陶瓷的用于槽加工的刀的寬度為100 μ m以上，不足100 μ m的尺寸為特殊尺寸，50 μ m為最小等級(jí)。因此，目前是采用刀的寬度為最小等級(jí)的50 70 μ m的刀進(jìn)行槽加工。但是，刀的寬度越薄則刀越可能磨耗以及破損。尤其是作為裝載非晶絲的基板的母材的晶片，使用的是通常廣泛采用的氧化鋁陶
瓷基板，用所述寬度的刀以工業(yè)基準(zhǔn)的加工速度進(jìn)行所述槽加工的話，刀以及晶片都會(huì)破 m農(nóng)。因此，為了加工時(shí)不破裂，必須要不考慮生產(chǎn)率，緩慢地進(jìn)行加工。因此，實(shí)際上必須使用材質(zhì)比通常的氧化鋁更軟的可加工陶瓷來作為晶片用的陶瓷基板。為了使絕緣層和線圈覆蓋非晶絲，槽深度至少要在非晶絲直徑上增加約15μπι的深度，對(duì)于30 μ m的非晶絲來說，槽深度需要為50 μ m左右。槽的構(gòu)造是槽的寬度為50 μ m、 槽的深度為50 μ m的情況下，現(xiàn)有物品使用的是加工性雖好但強(qiáng)度低的可加工陶瓷，因此， 為了防止槽所導(dǎo)致的破裂，基板整體的厚度需要0. 6mm左右。另外，即使使用可加工陶瓷， 槽加工刀的刀寬較窄，因此刀的磨耗較快，成本較高。另外，基板的槽的深度在50 μ m以上的話，對(duì)槽基板的缺口影響增大，導(dǎo)致基板強(qiáng)度的下降，從而不得不使得基板進(jìn)一步變厚并大型化。S卩，對(duì)于直徑為30 μ m的非晶絲來說，從輸出特性和小型化的角度來考慮，槽構(gòu)造最好是寬度為50 70 μ m、深度為50 μ m,基板厚度為0. 6mm。對(duì)于這種延伸槽構(gòu)造，即使為了使元件整體更加小型化而要縮小槽構(gòu)造，也因槽的寬度受到刀的尺寸的限制而不能降低到50 μ m以下，從而比較困難。此外，也考慮縮小非晶絲直徑，即使槽的寬度為50 μ m，通過變淺槽的深度，來降低缺口的影響，減薄基板的厚度。在槽構(gòu)造的情況下，檢測(cè)線圈沿著槽形成，因此，即使縮小非晶絲直徑，也因槽的寬度固定，使得檢測(cè)線圈在槽的寬度方向?yàn)?0 μ m、在深度方向?yàn)榉蔷Ыz直徑+約15 μ m，非晶絲直徑越小就越不能接近卷繞。因此，作為MI元件的輸出特性，由于非晶絲直徑的變小， 使得檢測(cè)線圈相對(duì)遠(yuǎn)離非晶絲直徑，使得輸出大幅度下降，下降幅度超過直徑的減小。另外，相對(duì)于槽的寬度非晶絲直徑較小的話，則難以使非晶絲位于檢測(cè)線圈的中央，因此，伴隨著非晶絲的位置的偏差會(huì)產(chǎn)生輸出特性的偏差。進(jìn)一步地，可加工陶瓷在深度方向難以進(jìn)行薄加工，需要使加工速度變緩，因此會(huì)加劇刀的邊緣的磨耗。因此，晶片內(nèi)的槽形狀產(chǎn)生偏差，若以相同形狀為前提供給樹脂等的絕緣層，則會(huì)產(chǎn)生樹脂從槽溢出等的問題，制造性也大幅下降。如上所述，在槽構(gòu)造方式中，若同時(shí)滿足在進(jìn)行MI元件的加工、組裝時(shí)等保持基板槽內(nèi)的強(qiáng)度且維持MI元件的輸出特性，則難以實(shí)現(xiàn)基板尺寸的小型化、尤其是薄型化。另外，為了在基板加工延伸槽，則被限制為可加工陶瓷這樣的切削性好的材質(zhì)，使用于基板的晶片的大小也受到限制。專利文獻(xiàn)2 再公表專利W02003/07U99號(hào)公報(bào)另一方面，由非晶絲構(gòu)成的MI元件不適合細(xì)微加工，由于線圈卷繞、安裝技術(shù)比較麻煩，使得超小型的磁性檢測(cè)元件比較困難，因此提出了在基板上設(shè)置薄膜磁芯的MI元件。(專利文獻(xiàn)3以及專利文獻(xiàn)4)。由薄膜磁芯構(gòu)成的MI元件是在基板上通過噴涂膜來形成薄膜磁芯，因此，薄膜磁芯自身沒有應(yīng)力的問題而較容易配置。但是，與采用具有圓形的截面形狀的非晶絲的MI元件相比，采用具有矩形膜狀的截面形狀的薄膜磁芯的MI元件在矩形膜的寬度方向不能充分發(fā)揮磁阻抗的效果。專利文獻(xiàn)3 特開2000-292506號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 特開2002-270918號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明是鑒于內(nèi)裝有作為MI傳感器的、磁阻抗效果顯著(在基板上裝載)的非晶絲的MI元件的上述問題點(diǎn)而作出的，其目的在于，維持與以往的MI元件同等的輸出特性， 并實(shí)現(xiàn)小型化、薄型化，另外還謀求基板材質(zhì)的選擇的自由度以及基板用晶片的大小的自由度。解決問題的技術(shù)手段本發(fā)明的磁阻抗傳感器元件，包括基板，其由非磁性體構(gòu)成；平面圖案，其由排列在所述基板表面的平坦面上的多個(gè)第1導(dǎo)體膜構(gòu)成；非晶絲，其沿著所述平面圖案的排列方向配設(shè)以橫跨所述多個(gè)第1導(dǎo)體膜；絕緣體，其包覆該非晶絲的外周面，并且將該非晶絲固定在所述平面圖案上；立體圖案，其形成于所述絕緣體的外表面至所述平面圖案的表面、并且由以橫跨所述非晶絲的形態(tài)排列的多個(gè)第2導(dǎo)體膜構(gòu)成，通過在所述基板表面的平坦面上的所述非晶絲的兩側(cè)，形成將所述平面圖案和所述立體圖案以層疊所述第1導(dǎo)體膜的端部和所述第2導(dǎo)體膜的端部的狀態(tài)接合而成的層疊接合部，從而在所述絕緣體的周圍形成使所述平面圖案和所述立體圖案一體化而構(gòu)成的檢測(cè)線圈，所述絕緣體的與所述非晶絲的軸線垂直的截面的形狀為，與所述平面圖案平行的方向的寬度尺寸，越接近所述平面圖案就越大。發(fā)明的效果本發(fā)明中，通過絕緣體在基板表面上固定非晶絲，因此，沒有必要像原來一樣在基板上形成延伸槽(參照?qǐng)D14)。由此，能夠防止形成延伸槽時(shí)產(chǎn)生基板破損等的不良情況。 另外，由于可以充分確?；宓膹?qiáng)度，因此可以實(shí)現(xiàn)基板的薄型化，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)傳感器整體大小的小型化。另外，解除了細(xì)微加工性的問題，擴(kuò)大了基板材質(zhì)的選擇范圍。而且，由于擴(kuò)大了隔離非晶絲和檢測(cè)線圈的絕緣體的材質(zhì)、厚度、形狀的選擇范圍，從而可以縮小檢測(cè)線圈的直徑并提高靈敏度。絕緣體的與非晶絲的軸線垂直的截面的形狀為，越接近平面圖案則與平面圖案平行方向的寬度越大的形狀。由此，可以不使作為導(dǎo)體層的立體圖案的相鄰的第2導(dǎo)體膜之間短路、而且不使第2導(dǎo)體膜斷路，且與沿著槽壁面形成線圈的槽型構(gòu)造相比，可以形成接近非晶絲的檢測(cè)線圈，能夠提高同一非晶絲的輸出。下面說明為何這樣確定絕緣體的形狀，即可使第2導(dǎo)電膜之間沒有短路地形成。這里，由多個(gè)第1導(dǎo)電膜構(gòu)成的平面圖案和由多個(gè)第2導(dǎo)電膜構(gòu)成的立體圖案的制作方法進(jìn)行說明。上述圖案的制造方法通常按照以下2種方法進(jìn)行。一個(gè)方法是，在想要鋪設(shè)導(dǎo)電圖案的絕緣體表面制作Cu層，并在其上鋪設(shè)光刻膠，進(jìn)行包括曝光 顯影工序的圖案形成工序，以形成以規(guī)定狀態(tài)排列的多個(gè)導(dǎo)電膜。然后通過蝕刻去除Cu層，之后去除光刻膠。
第二個(gè)方法是，在想要鋪設(shè)導(dǎo)電圖案的絕緣體面上制作薄的下部Ti/Cu籽晶層， 并在其上鋪設(shè)光刻膠，進(jìn)行包括曝光 顯影工序的圖案形成工序，以形成以規(guī)定狀態(tài)排列的多個(gè)導(dǎo)電膜。然后進(jìn)行鍍銅處理，在去除光刻膠之后通過選擇蝕刻去除下部的Ti/Cu籽晶層。問題在于形成立體圖案的時(shí)候。例如，以第一個(gè)方法進(jìn)行說明。問題在于絕緣體的形狀為，在上述那樣與非晶絲的軸線垂直的截面中，與所述平面圖案平行的方向的寬度尺寸不是越接近該平面圖案就越大，如圖15所示，接近平面圖案時(shí)，與絕緣體97的平面圖案平行的方向的寬度尺寸有部分變小(以下、寬度尺寸變小的部分稱為凹陷部90)。在這種情況下，在該絕緣體97上制作Cu層96的話，則按照該絕緣體97的形狀來形成Cu層96。在該Cu層96上載有正型光刻膠進(jìn)行上述的圖案形成工序。由此，圖案形成時(shí)沒有被曝光的部分被殘留的光刻膠覆蓋，成為以規(guī)定狀態(tài)排列的多個(gè)第2導(dǎo)電膜即立體圖案。另一方面，圖案形成時(shí)被曝光的部分，光刻膠被去除，露出Cu層96，在下個(gè)工序通過蝕刻被去除，成為沒有導(dǎo)電膜的非圖案部。但是，圖案形成的被曝光部分中，在蝕刻中應(yīng)該露出的上述凹陷部90，由于成為未曝光部，顯影時(shí)沒有熔化掉，因此殘存未曝光部光刻膠98。因此，蝕刻時(shí)，殘存的光刻膠部98的下層的Cu層96沒有被蝕刻，而是殘存下來。 因此，相鄰的多個(gè)第2導(dǎo)電膜與該殘存Cu層96短路，無法形成檢測(cè)線圈。又，對(duì)于第二個(gè)方法，如圖16所示，具有凹陷部的絕緣層97上鋪設(shè)Ti/Cu籽晶層 96a，在其上部，鋪設(shè)光刻膠，進(jìn)行包括曝光·顯影工序的圖案形成工序，以形成以規(guī)定狀態(tài)排列的多個(gè)導(dǎo)電膜。由此，圖案形成時(shí)沒有被曝光的部分，被殘留的光刻膠遮蓋，將來，Cu等的電鍍工序中，在光刻膠上不能進(jìn)行電鍍，然后進(jìn)行光刻膠除去工序，通過Ti/Cu籽晶層除去蝕刻工序形成非圖案部。另一方面，圖案形成時(shí)沒有被曝光的部分，通常，通過顯影除掉光刻膠，將來、通過電鍍工序在Ti/Cu籽晶層上鍍Cu等，成為以規(guī)定狀態(tài)排列的多個(gè)第2導(dǎo)電膜即立體圖案。但是，圖案形成時(shí)的曝光部分中，在顯影工序中應(yīng)該露出的上述的凹陷部90，成為未曝光部，在顯影時(shí)沒有熔化掉，因此殘存未曝光部光刻膠98。因此，鍍Cu96時(shí)，殘存的光刻膠部98的上部無法進(jìn)行電鍍。其結(jié)果是，多個(gè)第2導(dǎo)電膜在與該殘存光刻膠部98對(duì)應(yīng)的地方斷路，無法形成檢測(cè)線圈。這里，采用正型光刻膠進(jìn)行說明，在負(fù)型光刻膠的情況下，樹脂的曝光部的顯影時(shí)的溶解性相反，因此，進(jìn)行第1方法的情況下，第2導(dǎo)電膜斷路，進(jìn)行第2方法的情況下，在非圖案部中形成Cu層96，發(fā)生短路。與之相對(duì)，如上所述，本發(fā)明中絕緣體的形狀為，與非晶絲的軸線垂直的截面中， 越接近該平面圖案，則與所述平面圖案平行方向的寬度尺寸就越大，因此，即不存在上述的凹陷部，也不存在未曝光部光刻膠，在非圖案部沒有形成Cu層96，在第2導(dǎo)電膜沒有產(chǎn)生斷路，可以形成檢測(cè)線圈。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的構(gòu)造中，無論是裝入塊狀的非晶絲的MI元件，還是僅由濺鍍膜或電鍍膜等薄膜構(gòu)成的多層薄膜磁阻抗傳感器元件的薄膜磁芯，都可以使基板的厚度變薄。其基板的厚度縮小為在基板的平坦面上以塊狀的非晶絲為核心、依次形成絕緣體以及檢測(cè)線圈的薄膜狀的厚度。由此，可以進(jìn)一步地變薄。


圖1是示出本發(fā)明的磁阻抗傳感器元件的正面的概念圖。圖2是實(shí)施例1、2以及7的沿圖1的B-B線的視圖。圖3是本實(shí)施例中的MI元件的評(píng)價(jià)方法的說明圖。圖4是本實(shí)施例中的MI元件的評(píng)價(jià)方法的說明圖。
圖5是實(shí)施例3的沿圖1的B-B線的視圖。圖6是實(shí)施例4的沿圖1的B-B線的視圖。圖7是實(shí)施例4的磁阻抗傳感器元件的視圖，是僅采用液態(tài)樹脂構(gòu)成絕緣體的實(shí)例。圖8是實(shí)施例5的沿圖1的B-B線的視圖。圖9是示出實(shí)施例5和其比較例的特性的線圖。圖10是實(shí)施例6的沿圖1的B-B線的視圖。圖11是實(shí)施例8的磁阻抗傳感器元件的制造方法的說明圖。圖12是專利文獻(xiàn)1的以往實(shí)例(機(jī)械式MI元件)。圖13是示出專利文獻(xiàn)2的以往實(shí)例(槽型的MI元件)的正面的概念圖。圖14是示出專利文獻(xiàn)2的以往實(shí)例(槽型的MI元件)的截面的概念圖。圖15是對(duì)MI元件的絕緣層形狀的問題點(diǎn)進(jìn)行說明的圖。圖16是對(duì)MI元件的絕緣層形狀的問題點(diǎn)進(jìn)行說明的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，所述非晶絲的與所述非晶絲的軸線垂直的截面優(yōu)選為圓形。所述非晶絲的截面為圓形的原因是，若非晶絲截面為多邊形的話，則在角部的非晶絲表層形成有不需要的磁區(qū)，從而導(dǎo)致MI特性劣化。因此，本發(fā)明的圓形是指基本上沒有角部。因此，在非晶絲表面的加工的偏差范圍內(nèi)是沒有問題的，除了正圓形之外，橢圓形或圓形的外周平滑彎曲的外部形狀也是可以的。這樣形狀也能夠得到足夠的MI特性。對(duì)于制造來說，圓形容易制造，多邊形難于制造。在本發(fā)明中，所述絕緣體的與所述非晶絲的軸線垂直的截面中，與所述平面圖案平行的方向的寬度尺寸的最大值為L，所述非晶絲的直徑為d的話，L/d優(yōu)選收束在1. 3 5的范圍內(nèi)。L/d不足1. 3的話，則不能構(gòu)成為本發(fā)明的一個(gè)特征，即與非晶絲的軸線垂直的截面中，越接近該平面圖案，則與所述平面圖案平行方向的寬度尺寸就越大。造成立體圖案的相鄰的第2導(dǎo)體膜之間短路，或者第2導(dǎo)體膜斷路，從而難以形成檢測(cè)線圈。另外，L/d超過5的話，則絕緣體的寬度過大，則產(chǎn)生不能使元件小型化的問題。所述L/d優(yōu)選在2 5的范圍內(nèi)。L/d在2以上的話，可以使得與非晶絲的軸線垂直的截面中，越接近該平面圖案， 則與所述平面圖案平行的方向的寬度尺寸就越大，還可以可靠地避免立體圖案的相鄰的第2導(dǎo)體膜之間短路或第2導(dǎo)體膜斷路，可以形成檢測(cè)線圈。所述絕緣體優(yōu)選包括覆蓋所述平面圖案的平面絕緣部；介于所述平面絕緣部和所述非晶絲之間、并使該非晶絲相對(duì)于所述基板固定的非晶絲固定部；介于所述非晶絲和所述立體圖案之間、并使二者之間絕緣的立體絕緣部這三個(gè)部分，至少所述非晶絲固定部采用固化前為液態(tài)樹脂的樹脂來形成。這樣一來，由平面絕緣部和立體絕緣部可以確保非晶絲的絕緣性，并且，非晶絲固定部由所述液態(tài)樹脂構(gòu)成，因此，可以不會(huì)給非晶絲施加大的應(yīng)力地在非晶絲和基板之間配置液態(tài)樹脂。然后，在該狀態(tài)下，通過固化液態(tài)樹脂以固定非晶絲，從而可以抑制由應(yīng)力導(dǎo)致的非晶絲的磁氣特性下降。另外，所述平面絕緣部最好在形成所述非晶絲固定部之前，相對(duì)于該非晶絲固定部另外形成為膜狀形狀。這樣一來，預(yù)先形成平面絕緣部，并在其上放置非晶絲，因此，可以提高平面圖案和非晶絲的絕緣性。另外，所述平面絕緣部最好與所述非晶絲固定部同時(shí)一體地形成。此時(shí)，所述平面絕緣部和非晶絲固定部一體化、成為沒有二者的邊界的一部分。這樣一來，與平面絕緣部另外形成的情況相比，可以簡化制造工序。另外，所述立體絕緣部優(yōu)選為相對(duì)于所述非晶絲固定部另外形成的膜狀形狀。這樣一來，由于在形成非晶絲固定部之后另外形成立體絕緣部，因此，可以進(jìn)一步地提高非晶絲和立體圖案的絕緣性。又，此時(shí)，非晶絲固定部和平面絕緣部既可以一體形成，也可以分別形成。另外，所述立體絕緣部優(yōu)選與所述非晶絲固定部同時(shí)一體地形成。此時(shí)，所述立體絕緣部和非晶絲固定部一體化、成為沒有二者的邊界的一部分。這樣一來，與立體絕緣部另外形成的情況相比，可以簡化磁阻抗傳感器元件的制造工序。又，此時(shí)，非晶絲固定部和平面絕緣部既可以一體地形成，也可以分別形成。平面絕緣部和非晶絲固定部和立體絕緣部一體地形成為一個(gè)部分的話，制造工序最簡單。另外，所述非晶絲的外周面由玻璃覆膜所包覆，該玻璃覆膜優(yōu)選構(gòu)成為所述立體絕緣部的至少一部分。這樣一來，通過玻璃覆膜能夠提高非晶絲的絕緣性。另外，例如，在制造時(shí)，將帶有玻璃覆膜的非晶絲放置在基板上，只要滴下液態(tài)樹脂，就能夠在確保絕緣性的同時(shí)簡單地將非晶絲固定在基板表面。通過該構(gòu)造，能夠使MI元件進(jìn)一步地小型化，且通過在塊狀的非晶絲和包覆在其外周面而形成的絕緣膜(玻璃覆膜)的外周形成檢測(cè)線圈的立體圖案，使得檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑變小并提高靈敏度。在這樣的情況下，與非晶絲的軸線垂直的截面優(yōu)選為圓形。尤其是優(yōu)選正圓或者橢圓。因?yàn)椋酥獾男螤?，在制造上比較困難。而且，理想的是所述非晶絲的外周面由玻璃覆膜所覆蓋，該玻璃覆膜構(gòu)成所述立體絕緣部的至少一部分，且僅該玻璃覆膜構(gòu)成所述平面絕緣部。由此，可以使絕緣體的厚度進(jìn)一步地變薄，使檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑進(jìn)一步地小型化，并提高靈敏度。本發(fā)明包括在所述基板表面的平坦面形成所述平面圖案的平面圖案形成工序；
在所述平面圖案上放置所述非晶絲的同時(shí)，形成所述絕緣體的絕緣體形成工序；形成所述立體圖案的立體圖案形成工序。在所述絕緣體形成工序中，磁阻抗傳感器元件的制造方法的特征在于，至少將所述非晶絲相對(duì)于所述基板固定的非晶絲固定部是采用液態(tài)樹脂將該非晶絲附著在所述平面圖案之后，再將所述液態(tài)樹脂固化而形成的。根據(jù)所述磁阻抗傳感器元件的制造方法，通過進(jìn)行絕緣體形成工序，可以經(jīng)截面為圓形的非晶絲固定在基板表面，因此沒有必要在基板上形成延伸槽(參照?qǐng)D14)。因此， 能夠防止形成延伸槽時(shí)產(chǎn)生基板破損等的不良情況。另外，由于可以充分確?；宓膹?qiáng)度， 因此可以實(shí)現(xiàn)基板的薄型化，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)傳感器整體大小的小型化。而且，在絕緣體形成工序中，采用液態(tài)樹脂形成非晶絲固定部，因此不會(huì)對(duì)非晶絲施加大的應(yīng)力。由此，能夠防止非晶絲的磁氣特性下降。絕緣體形成工序例如是在平面圖案上放置非晶絲再滴下液態(tài)樹脂。由此，將非晶絲穩(wěn)固在平面圖案上。然后，一旦樹脂硬化的話，非晶絲即被固定在平面圖案上。如此采用液態(tài)樹脂固定微小直徑的非晶絲，可以不施加大的應(yīng)力地將微小直徑的非晶絲裝入MI元件。另外，所述絕緣體形成工序可以根據(jù)需要的絕緣體的構(gòu)造追加多個(gè)工序。例如相對(duì)于所述非晶絲固定部另外形成上述平面絕緣部的情況下，在將所述非晶絲放置在基板上之前追加形成平面絕緣部的工序。另外，例如相對(duì)于所述非晶絲固定部另外形成上述立體絕緣部的情況下，在由固定部固定所述非晶絲之后追加形成立體絕緣部的工序。如上所述，本發(fā)明的MI元件是通過細(xì)微加工在基板上以塊狀的非晶絲為核心依次形成絕緣體以及檢測(cè)線圈的平面型構(gòu)造。下面對(duì)各部分的形態(tài)等進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)地說明。作為所述基板，由于不需要由凹形狀構(gòu)成的延伸槽，因此，可以使用薄基板，例如厚度為0. OlOmm 0. 45mm的基板。不足0. OlOmm的話，以平面型構(gòu)造難以形成非晶絲、絕緣體以及檢測(cè)線圈，超過0.45mm的話，則不能語言MI元件的小型化、薄型化。使用硅晶片的情況下，從硅晶片的大小和薄型化這方面來考慮，厚度優(yōu)選為0. 015mm 0. 30mm。不需要在形成基板上的延伸槽的切削加工，使得基板材質(zhì)不受限制，因此，可以使用絕緣性的氧化鋁系陶瓷、半導(dǎo)體硅晶片、導(dǎo)體金屬等。而且，采用硅晶片作為基板的情況下，其大小能夠是從6英寸的直徑至12英寸的直徑。本發(fā)明的MI元件為了達(dá)成小型化、薄型化，在使基板的厚度變薄的同時(shí)，還要使配設(shè)在基板上的塊狀的非晶絲的大小縮小。S卩，通過縮小塊狀的非晶絲的直徑(圓相當(dāng)直徑的意思，以下記作直徑)，作為目前制造的直徑8 30 μ m的范圍內(nèi)可以容易地適用，長度優(yōu)選為Imm以下。使非晶絲的直徑增大的話，MI元件的高度增高，從而不能達(dá)成薄型化。另外，最好MI傳感器的磁滯現(xiàn)象較少，因此非晶絲的直徑最好在20 μ m以下。接下來，使用于本發(fā)明的平面型MI元件的塊狀的非晶絲能夠發(fā)揮MI效果，優(yōu)選主相是非晶相，由零磁致伸縮的軟磁合金構(gòu)成。例如，二口 t出版社出版的磁性傳感器理工學(xué)的P13中由如下記載，在(CoFe)80(SiB)20中Fe/Co約為0. 07時(shí)，磁致伸縮的絕對(duì)值不足10， 該級(jí)別的磁致伸縮為零磁致伸縮。本發(fā)明的零磁致伸縮即為上述級(jí)別。
磁敏線的組成優(yōu)選是Co-Fe-Si-B系的具有零磁致伸縮的合金。也可以是由 Co-Mn-Si-B系或!^e-Si等的公知的合金系構(gòu)成、主相為非晶相的軟磁合金。而且，若非晶絲受到外部應(yīng)力的話，該MI效果不能充分地發(fā)揮，且產(chǎn)生相對(duì)于磁場(chǎng)強(qiáng)度而檢驗(yàn)出的輸出電壓的直線性、靈敏度的下降等的磁氣特性的劣化。因此，作為內(nèi)包非晶絲的絕緣體，需要具有使通電勵(lì)磁電流的非晶絲和檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)線圈絕緣的功能，和將具有微小直徑且短的非晶絲固定在基板上的功能。這里，使構(gòu)成檢測(cè)線圈的下部的平面圖案和非晶絲電絕緣的絕緣體以及包覆非晶絲的絕緣體需要具有絕緣功能。作為絕緣體的實(shí)例，是氧化鋁、氧化硅等的無機(jī)的絕緣材料或環(huán)氧樹脂等的有機(jī)的絕緣材料。另外，只要具有上述的兩個(gè)功能，既可以是有機(jī)的絕緣性材料，也可以是無機(jī)的絕緣性材料。作為具有上述兩種功能的有機(jī)的絕緣性材料可以是液態(tài)的環(huán)氧樹脂。例如，在相對(duì)于非晶絲固定部另外具有上述的平面絕緣部的情況下，在基板上，在構(gòu)成檢測(cè)線圈的下部的多個(gè)導(dǎo)體膜所構(gòu)成的平面圖案上形成有絕緣體(可以是利用CVD法的SiO2膜，也可以是利用涂布方法的環(huán)氧系樹脂膜)構(gòu)成的絕緣部。接下來，在該平面絕緣部的上表面以不受應(yīng)力的狀體放置筆直的非晶絲，并在平面絕緣部和非晶絲之間滴下通過溶劑稀釋而提高浸潤性的液態(tài)的環(huán)氧樹脂。于是，含有非晶絲的下方部分的非晶絲表面和平面絕緣部被環(huán)氧樹脂浸濕。于是，在平面絕緣部和非晶絲之間有表面張力作用，從而以筆直的狀態(tài)將非晶絲穩(wěn)固在絕緣體的上表面。接下來，由環(huán)氧樹脂穩(wěn)固的非晶絲，原樣地放置，通過焙烤使環(huán)氧樹脂硬化，由此將非晶絲固定在基板上。由此，直徑為8 30 μ m的非晶絲沒有受到大的應(yīng)力地、配設(shè)在基板的平面圖案上。因此，不會(huì)對(duì)非晶絲的磁氣特性(MI效果)帶來大的影響。而且，由于在固定于平面圖案上的非晶絲上涂敷充分使用充分利用表面張力的液態(tài)樹脂的話，即沿著非晶絲的外周面的形狀形成膜狀的絕緣體，因此非晶絲內(nèi)包在沿著非晶絲的截面形狀構(gòu)成的薄膜的絕緣體內(nèi)。在固定于平面圖案上的非晶絲的外周面以CVD法生成SW2膜的話，形成有膜狀的絕緣層，并形成為具有沿著非晶絲的截面形狀的形狀的絕緣層。由此，形成于絕緣體的外周面的檢測(cè)線圈與以往的槽型方式的檢測(cè)線圈相比，成為沿著非晶絲的截面形狀的形狀，由此非晶絲和檢測(cè)線圈成為隔著絕緣體相互接近的形狀，因此，能夠提高外部磁場(chǎng)的檢測(cè)靈敏度。另外，非晶絲的外周的一部分或者全部可以通過玻璃覆膜進(jìn)行絕緣。由此，具有沿著非晶絲的截面形狀的形狀的絕緣體的厚度可以進(jìn)一步地變薄，而且能夠提高外部磁場(chǎng)的檢測(cè)靈敏度。而且，具有絕緣性的玻璃覆膜的非晶絲直接放置在平面圖案上，兩者之間通過玻璃來確保絕緣性，因此，將非晶絲穩(wěn)固·固定在平面圖案上的材料的功能也僅需要固定功能。即，不限定于絕緣性的材料，像上述那樣將非晶絲固定在基板的平面圖案上且不施加影響非晶絲的MI效果的大的外部應(yīng)力的材料選擇的自由度被擴(kuò)大。實(shí)施例
(實(shí)施例1)采用圖1以及圖2對(duì)本發(fā)明的平面型MI元件的第1實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1是示出平面型MI元件1的正面的概念圖，圖2是圖1的B-B線的視圖。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的磁阻抗傳感器元件1包括由非磁性體構(gòu)成的基板11。 另外，還包括由在基板表面的平坦面排列的多個(gè)第1導(dǎo)體膜311構(gòu)成的平面圖案31。還包括橫越多個(gè)第1導(dǎo)體膜311地沿著平面圖案31的排列方向配設(shè)的截面為圓形的非晶絲2。 而且還包括包覆非晶絲2的外周面的同時(shí)、將非晶絲2固定在平面圖案31上的絕緣體4。另外，還包括由多個(gè)第2導(dǎo)體膜321構(gòu)成的立體圖案32，該多個(gè)第2導(dǎo)體膜321是在絕緣體4的外表面和平面圖案31的表面形成并橫越非晶絲2而排列的。另外，平面圖案31和立體圖案32，通過在基板表面的平坦面上，在非晶絲2的兩側(cè)形成以將第1導(dǎo)體膜311的端部和第2導(dǎo)體膜321的端部層疊的狀態(tài)接合而形成的層疊接合部，而在絕緣體4的周圍形成平面圖案31和立體圖案32 —體化形成的檢測(cè)線圈3。絕緣體4的與非晶絲2的軸線垂直的截面的形狀為，越接近平面圖案則與平面圖案平行方向的寬度尺寸就越大的形狀。另外，如圖2所示，絕緣體4構(gòu)成為如下形狀，其在與非晶絲2的軸線垂直的截面中，與平面圖案31平行方向的寬度尺寸的最大值為L，非晶絲2的直徑為d的情況下，L/d 限制在1.3 5的范圍內(nèi)。另外，如圖2所示，絕緣體4包括覆蓋平面圖案31的表面的平面絕緣部41 ；隔在平面絕緣部41和非晶絲2之間、并使非晶絲2相對(duì)于基板11固定的非晶絲固定部42 ；隔在非晶絲2和立體圖案32之間并使二者之間絕緣的立體絕緣部43這三個(gè)部分，至少非晶絲固定部42在固化前采用液態(tài)樹脂而形成。平面絕緣部41具有在形成非晶絲固定部42之前相對(duì)于非晶絲固定部42另外形成的膜狀形狀。立體絕緣部43具有相對(duì)于非晶絲固定部42另外形成的膜狀形狀。如圖1、圖2所示，基板11由寬度0. 3mm、厚度0. 3mm、長度1. Omm的、具有非磁性和絕緣性對(duì)的氧化鋁基板構(gòu)成。非晶絲2為零磁致伸縮，合金組成為(Co94Fe6)72.5Si12.5B15)，主相為非晶相，直徑 30μπκ長度0.9mm。該非晶絲2以旋轉(zhuǎn)液體紡績法來制作。非晶絲2橫跨下面說明的第1 導(dǎo)體膜311地、沿著平面圖案31的排列方向、配設(shè)于形成于第1導(dǎo)體膜311的上表面的絕緣層即平面絕緣部41的上表面。又，除了帶有玻璃覆膜的非晶絲之外，其它實(shí)施例等所使用的非晶絲也同樣第制作。檢測(cè)線圈3形成為由平面圖案31和立體圖案32構(gòu)成的螺旋狀。平面圖案31通過在基板11的平坦面上排列15根具有導(dǎo)電性的、寬度15 μ m、厚度 2 μ m的帶狀的第1導(dǎo)體膜311而形成。另一方面、立體圖案32在內(nèi)包非晶絲2而形成的立體絕緣部43的外表面和平面圖案31的表面形成，并且由在與第1導(dǎo)體膜311相同方向排列的、15根的具有導(dǎo)電性的、寬度15 μ m、厚度2 μ m的帶狀的第2導(dǎo)體膜321構(gòu)成。S卩、平面圖案31和立體圖案32形成以第1導(dǎo)體膜311的端部和第2導(dǎo)體膜321 的端部層疊的狀態(tài)接合而成的層疊結(jié)合部作為非晶絲2的兩肋，由此將平面圖案31和立體
11圖案32形成為一體，以形成由15圈圈數(shù)構(gòu)成的螺旋狀的檢測(cè)線圈3。這里，構(gòu)成平面圖案31的第1導(dǎo)電膜311由通常所采用的上述2種方法而制作。 一個(gè)方法是在基板11的平坦面上制作0. 1 μ m的薄的下部Ti/Cu籽晶層、并在其上鋪設(shè)光刻膠，進(jìn)行包括曝光 顯影工序的圖案形成，以形成以規(guī)定狀態(tài)排列的多個(gè)導(dǎo)電膜。然后進(jìn)行鍍銅處理，在去除光刻膠之后通過選擇蝕刻去除下部的Ti/Cu籽晶層。第2個(gè)方法是在基板11的平坦面上制作Cu層、并在其上鋪設(shè)光刻膠，進(jìn)行包括曝光 顯影工序的圖案形成用以形成以規(guī)定狀態(tài)排列的多個(gè)導(dǎo)電膜。然后通過選擇蝕刻去除Cu層，之后去除光刻膠。立體圖案32也以同樣的方法在絕緣層上形成。絕緣體4由形成于基板表面11的平坦面上的平面圖案31、為了與非晶絲2絕緣而形成在平面圖案31的上表面的平面絕緣部41、在平面絕緣部的上表面固定非晶絲2的非晶絲固定部42、配設(shè)在非晶絲固定部42的上表面用以使非晶絲2和立體圖案32絕緣的內(nèi)包有非晶絲2的立體絕緣部43形成。S卩、在基板11的平坦面上形成平面圖案31之后，在平面圖案31的上表面由感光性環(huán)氧樹脂形成厚度2 μ m的平面絕緣部41。然后，在平面絕緣部41的上表面沿長度方向筆直地放置非晶絲2，并在平面絕緣部41和非晶絲2之間滴下作為非晶絲固定部42的溶劑稀釋了的液狀的環(huán)氧樹脂。使沿著非晶絲2的表面和平面絕緣部41的間隙的長度方向浸濕環(huán)氧樹脂，通過平面絕緣部41的上表面的表面張力的作用使非晶絲2穩(wěn)固。在穩(wěn)固之后，將溶劑稀釋了的環(huán)氧樹脂以100°C 焙烤約30分鐘，則非晶絲2由非晶絲固定部42固定在平面絕緣部41的上表面。非晶絲2固定在平面絕緣部的上表面之后，由感光性環(huán)氧樹脂形成由厚度約為 2μπι的絕緣層構(gòu)成的立體絕緣部43以內(nèi)包非晶絲2。該立體絕緣部43通過塗布活用了表面張力的液狀樹脂沿著非晶絲的外周面的形狀形成膜狀的絕緣體。與槽形構(gòu)造時(shí)的絕緣層的形狀相比，該絕緣體由具有沿著非晶絲的截面形狀的形狀的、薄膜狀的、與非晶絲貼近的絕緣層構(gòu)成。然后，像上述那樣，從該立體絕緣部43的外表面至平面圖案31的表面形成第2導(dǎo)體膜321。于是，立體圖案32形成多個(gè)隔著薄膜的立體絕緣部43、沿著非晶絲的截面形狀的部分。在基板11的平坦面上燒結(jié)非晶絲2的端子51和檢測(cè)線圈3的端子52共計(jì)4個(gè)電極5。該電極連接于非晶絲2的兩端和檢測(cè)線圈3的兩端。如上所述構(gòu)成的MI元件的大小為基板11的大小即寬度0. 3mm、長度1. 0mm，厚度為基板11的厚度0. 3mm加上非晶絲2的直徑30 μ m、平面絕緣部41的厚度2 μ m、立體絕緣部43的厚度2 μ m、平面圖案31和立體圖案32的厚度2 μ m的和約為0. 35mm,這里非晶絲 2的長度為0. 9mm。檢測(cè)線圈的卷線數(shù)為15圈。采用圖3對(duì)使用本發(fā)明的的磁阻抗傳感器元件(MI元件)的MI傳感器6的電子電路進(jìn)行說明。MI傳感器6由MI元件1、脈沖振蕩電路61、信號(hào)處理電路62構(gòu)成。傳感器的動(dòng)作如下。將由脈沖振蕩電路61產(chǎn)生的相當(dāng)于約200MHz的高頻的脈沖電流供給到MI 元件1中的感磁非晶絲2，則通過與外部磁場(chǎng)和脈沖電流所產(chǎn)生的非晶絲圓周方向的磁場(chǎng)的作用而在檢測(cè)線圈3產(chǎn)生與外部磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電壓。這里的頻率如圖4(a)所示，求出脈沖電流波形7中的脈沖的上升、或者下降的時(shí)間At，該At如圖4(b)所示，是相當(dāng)于波的四分之一的周期而求出的。下面，由采樣時(shí)刻調(diào)整電路621使所述脈沖電流上升之后，在規(guī)定的時(shí)刻使模擬開關(guān)622進(jìn)行短時(shí)間的開-關(guān)動(dòng)作。由此，模擬開關(guān)622對(duì)檢測(cè)線圈3所產(chǎn)生的與外部磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電壓進(jìn)行采樣并傳遞給放大器623。切斷脈沖電流時(shí)(下降時(shí))也同樣進(jìn)行。作為該構(gòu)成的一個(gè)實(shí)例，對(duì)于公知的MI傳感器的電子電路也能夠得到同樣的效果。在本說明書中，對(duì)下降時(shí)進(jìn)行測(cè)定。在本例中，在非晶絲2中輸入相當(dāng)于200MHz的170mA的脈沖信號(hào)，并對(duì)檢測(cè)線圈 3的由外部磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行測(cè)定。又，槽式的MI元件中的基板的大小為寬度0.5mm、厚度(高度)0. 5mm、長度1. 0mm。 又，基板上的槽的深度0. 05mm、寬度0. 07mm。而且，非晶絲的長度0. 9mm、直徑30 μ m,與實(shí)施例1 一樣，檢測(cè)線圈的卷線數(shù)與實(shí)施例1 一樣為15圈。本實(shí)施例可以比帶有槽的基板薄的原因是，不需要凹形狀的延伸槽，不存在延伸槽加工時(shí)產(chǎn)生破損的問題，不需要為了在基板槽內(nèi)組裝MI元件時(shí)、從晶片中切出基板時(shí)、 或搬送時(shí)保持基板的強(qiáng)度而增厚基板的厚度。又，本實(shí)施例不需要使用強(qiáng)度低的可加工陶瓷，因此，相較于以往的0. 5mm可以薄至0. 3mm。本實(shí)施例采用了即便宜又有充分的強(qiáng)度、 還具有良好的耐藥品性的上述的氧化鋁基板。也可以采用比較高價(jià)的硅晶片、或在不要求耐藥品性的情況下采用玻璃環(huán)氧樹脂等來代替氧化鋁。又，通?；搴穸纫部梢匀菀走_(dá)到 0. 1 0. 2mm，但這里使用容易得到的厚0. 3mm的基板。由此，以往例的MI元件整體的大小為基板的大小，即寬度0.5mm、厚度(高度)0. 5mm、長度1.0mm，與之相對(duì)，實(shí)施例1的發(fā)明中，元件整體的大小為寬度0. 3mm、厚度 0. 35mm、長度1. 0mm，很大程度地實(shí)現(xiàn)了小型化。這里，實(shí)施例1的檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑約為43 μ m。這里的圓相當(dāng)直徑是指與檢測(cè)線圈厚度的中心部所包圍的截面具有相同面積的圓的直徑。又，表示相對(duì)于非晶絲的檢測(cè)線圈的接近程度的接近指數(shù)η =檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑/非晶絲直徑，在實(shí)施例1中為 η = 1. 4。另一方面，以往實(shí)例的檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑為67 μ m。表示相對(duì)于非晶絲的檢測(cè)線圈的接近程度的接近指數(shù)η =檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑/非晶絲直徑，在以往實(shí)例中為 η = 2. 2。兩者相比較，本發(fā)明與以往實(shí)例相比能夠非常接近地卷繞。進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，L/d為2. 2，在1. 3 5的范圍內(nèi)。在本說明書中，MI元件的能力以施加士3G的交變磁場(chǎng)時(shí)的士的輸出所求得的靈敏度來評(píng)價(jià)。實(shí)施例1中的MI元件的靈敏度為51mV/GauSS。另一方面，以往例的槽型的MI元件的靈敏度為40mV/Gauss。根據(jù)以上結(jié)果，本發(fā)明的實(shí)施例不僅小型化·薄型化，而且能夠得到高于以往的 MI元件的靈敏度。下面，對(duì)本實(shí)施例的磁阻抗傳感器元件的作用效果進(jìn)行說明。如圖2所示，在本例中，通過絕緣體4將非晶絲2固定在基板11上，因此，沒有必要向以往那樣在基板11上形成延伸槽。由此，能夠防止延伸槽形成時(shí)的基板11破損等的不良狀況。又，由于可以充分確?；?1的強(qiáng)度，因此，基板11與以往例相比，高度可以實(shí)現(xiàn)30%的薄型化，進(jìn)而傳感器整體的大小也可以小型化。又，絕緣體4的與非晶絲2的軸線垂直的截面中，與平面圖案31平行的方向的寬度尺寸約接近平面圖案31則越大。這樣一來，可以不使作為導(dǎo)體層的立體圖案的相鄰的第 2導(dǎo)體膜之間短路、而且不使第2導(dǎo)體膜斷路地形成，且與沿著槽壁面形成線圈的槽型構(gòu)造相比，可以形成接近非晶絲的檢測(cè)線圈，能夠提高同一非晶絲的輸出。又，在本例中，L/d為2. 2，因此既可以形成立體圖案，又可以形成小型的檢測(cè)線圈，還可以使元件小型化。又，如圖2所示，絕緣體4具有平面絕緣部41、非晶絲固定部42、立體絕緣部43這三個(gè)部分，至少非晶絲固定部42在固化前采用液狀樹脂來形成。這樣一來，通過平面絕緣部41和立體絕緣部43可以確保非晶絲2的絕緣性，并且，非晶絲固定部42由上述的液狀樹脂構(gòu)成，因此，不會(huì)給非晶絲2施加大的應(yīng)力。因此， 非晶絲2的磁氣不容易下降。又，如圖2所示，平面絕緣部41為在非晶絲固定部42形成前，相對(duì)于非晶絲固定部42另外形成的膜狀形狀。這樣一來，可以預(yù)先形成平面絕緣部41，在其上放置非晶絲2，因此可以提高平面圖案31和非晶絲2的絕緣性。又，如圖2所示，立體絕緣部43為相對(duì)于非晶絲固定部42另外形成的膜狀形狀。這樣一來，在形成非晶絲固定部42之后，另外形成立體絕緣部43，因此可以提高非晶絲2和立體圖案32的絕緣性。(實(shí)施例2)實(shí)施例2中非晶絲的材質(zhì)與實(shí)施例1以及以往例的非晶絲相同，非晶絲的直徑從 30 μ m縮小為10 μ m,且長度從0. 9mm縮短為0. 57mm,基板的長度也隨之從1. Omm縮短為 0. 6mm。其他的條件都與實(shí)施例1相同。其結(jié)果是，實(shí)施例2的檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑約為19 μ m,與實(shí)施例1的約43 μ m 相比大幅減小，作為整體的基板高度也可以進(jìn)一步地小型化。又，接近指數(shù)η =檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑/非晶絲直徑，實(shí)施例1為η = 1.9，雖然不如實(shí)施例1，但與以往例的η = 2.2 相比，更加接近卷繞。進(jìn)一步地，L/d = 2. 8，在1. 3 5的范圍內(nèi)。又，實(shí)施例2中MI元件的靈敏度為49mV/GauSS，獲得超過以往例的槽型的MI元件的靈敏度40mV/GauSS的優(yōu)越特性。將實(shí)施例1變形為實(shí)施例2的效果為，具有超過以往例的優(yōu)越的靈敏度，并且對(duì)于元件尺寸來說，元件高度相對(duì)于實(shí)施例1的約0. 35mm低至實(shí)施例2的約0. 32mm,元件長度相對(duì)于實(shí)施例1的Imm縮短至實(shí)施例2的0. 6mm，傳感器整體的體積與以往例相比減少約 75%，相對(duì)于實(shí)施例1約減少45%，大幅度地小型化。根據(jù)以上結(jié)果，本實(shí)施例2中，感磁非晶絲自身與以往例相比，不僅直徑小、長度短，實(shí)現(xiàn)了小型化，而且還得到了超過以往的MI元件的優(yōu)越的靈敏度，相對(duì)于以往例、實(shí)施例1可以大幅度地實(shí)現(xiàn)小型化。通常認(rèn)為縮小非晶絲直徑，會(huì)導(dǎo)致感磁體的體積減小、輸出也減小。
但是，本例中，非晶絲長度雖然縮短，但是由于非晶絲直徑縮小使得非晶絲的軸向的退磁場(chǎng)整體變小，進(jìn)一步地，通過接近卷繞檢測(cè)線圈而實(shí)現(xiàn)的高輸出化，可以得到補(bǔ)充感磁體的體積減少的高靈敏度。非晶絲徑理想是在30 μ m以下。更加理想的是在25 μ m以下。進(jìn)一步更加理想的是在15 μ m以下。(實(shí)施例3)本例是絕緣體4的構(gòu)成的變化例。如圖5所示，在本例中，平面絕緣部41與非晶絲固定部42同時(shí)一體地形成。在這種情況下，可以省略形成平面絕緣部41的步驟，因此磁阻抗傳感器元件1的制造工序變得簡單。(實(shí)施例4)本例是絕緣體4的構(gòu)成變化例。如圖6所示，在本例中，立體絕緣部43與非晶絲固定部42同時(shí)一體地形成。這樣一來，與立體絕緣部43另外形成的情況相比，使磁阻抗傳感器元件1的制造
工序變得簡單。又，如圖7所示、平面絕緣部41、非晶絲固定部42和立體絕緣部43也可以一體地形成。在這種情況下，絕緣體4的制造工序最為簡單。(實(shí)施例5)對(duì)于本發(fā)明的平面型MI元件的第5實(shí)施例，采用圖8進(jìn)行說明。在本例中，如圖8所示、非晶絲2由其外周面的玻璃覆膜44所包覆，玻璃覆膜44 構(gòu)成立體絕緣部43的至少一部份，且，僅由玻璃覆膜44即構(gòu)成平面絕緣部41。S卩，非晶絲2的外周面由具有絕緣性的厚度為2μπι的SiO2系玻璃覆膜所包覆。 這里帶有玻璃覆膜的非晶絲為零磁致伸縮，合金組成為Co71. 2Fe4. 8Sill. 8B12. 2組成 (at%)、主相為非晶相。帶有玻璃覆膜的非晶絲通過改良泰勒拉絲法來制作。又，為了使靠近非晶絲2的兩端部的側(cè)面與電極連接，將玻璃覆膜由氟氫化銨來去除。將該帶有玻璃覆膜的非晶絲2直接放置在平面圖案31的上表面，由環(huán)氧樹脂的非晶絲固定部42來固定。然后，在非晶絲2的SW2系構(gòu)成玻璃覆膜44和環(huán)氧樹脂的非晶絲固定部42以及第1導(dǎo)體膜311的端部形成第2導(dǎo)體膜321，構(gòu)成立體圖案32。第1實(shí)施例相比，以上構(gòu)成的檢測(cè)線圈3形成為沿著非晶絲2的外周形狀的形狀， 能夠擴(kuò)大檢測(cè)線圈3的范圍，提高輸出以及靈敏度。這里，第2導(dǎo)體膜321的形成方法與第1實(shí)施例相同。采用上述構(gòu)成的話，通過玻璃覆膜44能夠進(jìn)一步提高非晶絲2的絕緣性。又，在制造時(shí)，將帶有玻璃覆膜44的非晶絲2放置在基板11上，只要通過滴下液狀樹脂，即可簡單地將非晶絲2固定在基板表面，同時(shí)確保絕緣性。又，與第1實(shí)施例相比，該檢測(cè)線圈3與非晶絲2的絕緣由玻璃覆膜44來達(dá)成，非晶絲2向平面圖案的固定由非晶絲固定部來達(dá)成，具有簡單的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，通過使玻璃覆膜變薄，具有能夠使檢測(cè)線圈3進(jìn)一步地接近非晶絲2的構(gòu)造。因此，能夠提高磁阻抗傳感器元件的輸出以及靈敏度。然后，對(duì)本例的特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明的MI元件。通過在寬度0. 3mm、長度1. 0mm、厚度0. 3mm的基板1的平坦面上的直徑10 μ m、長度0. 93mm、玻璃覆膜的厚度2 μ m的非晶絲2和圈數(shù)為15圈的檢測(cè)線圈3所構(gòu)成。又，此時(shí)的檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑(與檢測(cè)線圈厚度的中心部所圍繞的截面具有相同面積的圓的直徑)約為18 μ m。作為比較例的以往構(gòu)造的槽型MI元件，對(duì)寬度0. 5mm、長度1. 0mm、厚度0. 5mm的基板切削加工出深度50 μ m、寬度70 μ m的延伸槽，并在該槽內(nèi)埋設(shè)與實(shí)施例5完全相同的直徑10 μ m、長度0. 93mm的非晶絲、絕緣體以及第1檢測(cè)線圈部，在槽上面形成第2檢測(cè)線圈部。這里，線圈部的厚度為2μπι。此時(shí)的檢測(cè)線圈為卷線數(shù)為15圈，圓相當(dāng)直徑約為 67 μ m0對(duì)兩者接通相當(dāng)于200MHz的200mA的脈沖電流，對(duì)使外部磁場(chǎng)變化時(shí)的輸出電壓進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖9所示。與采用相同的直徑30 μ m的非晶絲，對(duì)檢測(cè)線圈的構(gòu)造的差所產(chǎn)生的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的實(shí)施例1和比較例相對(duì)，這里的實(shí)施例5和比較例，對(duì)采用直徑更小小的10 μ m的非晶絲時(shí)的檢測(cè)線圈的構(gòu)造的差所產(chǎn)生的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。與比較例的檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑約67 μ m相比，實(shí)施例5的圓相當(dāng)直徑為約 18 μ m，縮小為比較例的約1/4，使得整體的元件厚度從比較例的0. 502mm大幅度縮小為 0. 318mm。進(jìn)一步地，檢測(cè)線圈的接近指數(shù)η=檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑/非晶絲直徑，在實(shí)施例5中，對(duì)于10 μ m的非常細(xì)的非晶絲來說η = 1. 8，與以往例的η = 2. 2相對(duì)，可以接近卷繞，與之相對(duì)，在比較例中η = 6. 7，沒有比以往例更加接近地卷繞。由此可知，本發(fā)明的構(gòu)造適合非晶絲的直徑小的構(gòu)造。圖9的橫軸是外部磁場(chǎng)的大小，縱軸是傳感器的輸出電壓。實(shí)施例5的MI元件的靈敏度為50mV/GauSS，基于以往例的比較例的靈敏度為 41mV/Gauss。因此，與實(shí)施例1的情況相比，感磁非晶絲直徑縮小的情況下，能夠進(jìn)一步大幅地小型化，進(jìn)一步地，對(duì)于靈敏度來說，具有與非晶絲直徑為30 μ m的實(shí)施例1同等的靈敏度， 進(jìn)一步地，與比較例相比，提高了 22%的靈敏度。(實(shí)施例6)采用圖10對(duì)本發(fā)明的平面型MI元件的第6實(shí)施例進(jìn)行說明。圖10是第6實(shí)施例中與圖1的B-B線視圖相當(dāng)?shù)膱D。本例中，如圖10所示，構(gòu)成第1實(shí)施例的立體圖案32的第2導(dǎo)體膜321的一部份， 隔著在非晶絲2的外周面形成為膜狀的立體絕緣部43，形成為沿著非晶絲2的外周面的形狀。又，從第2導(dǎo)體膜321的圓弧狀的部分至第1導(dǎo)體膜，形成為平面狀，而非離開非晶絲2的曲面狀。S卩，在通過CVD法采用SiO2形成的厚度1.5μπι的平面絕緣部41的上表面配設(shè)非晶絲2，再通過由溶劑稀釋了的環(huán)氧樹脂構(gòu)成的非晶絲固定部42固定非晶絲2。從非晶絲 2的外周面至平面絕緣部41的上表面形成通過CVD法利用SW2的SW2膜構(gòu)成的立體絕緣部43。其結(jié)果是，該立體絕緣部43在非晶絲2的外周面的上部，形成為沿著非晶絲2的外
16周面的圓弧狀的厚度1.5μπι的薄膜，然后，在非晶絲的側(cè)面形成為與基板垂直的平面狀。接著，從沿著非晶絲2的外周面的形狀所形成的立體絕緣部43至第1導(dǎo)體膜311 的端部形成第2導(dǎo)體膜321，構(gòu)成立體圖案32。檢測(cè)線圈3由形成于非晶絲2的立體圖案 32和所述平面圖案31來形成。其結(jié)果是，檢測(cè)線圈3從其側(cè)面至上側(cè)呈沿非晶絲2形成的圓弧狀，使檢測(cè)線圈的圓相當(dāng)直徑變小，可以使檢測(cè)線圈3和非晶絲2非常地接近。此時(shí)的 L/D為1. 3，表示臨界的接近狀態(tài)。這里的平面圖案31以及立體圖案32以與上述同樣的方法形成。又，檢測(cè)線圈的制作方法不限于本說明書所記載的方法，也可以采用其他的公知的方法。如上述構(gòu)成的MI元件的大小為基板11的大小即寬度0. 3mm、長度0. 6mm，厚度為基板11的厚度0. 3mm與非晶絲2的直徑10 μ m、平面絕緣部41的厚度1. 5 μ m、立體絕緣部 43的厚度1. 5 μ m、平面圖案31以及立體圖案32的厚度2 μ m的和，約為0. 32mm，這里非晶絲2的長度為0. 57mm。接下來，對(duì)本發(fā)明的超小型MI元件的特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)非晶絲2輸入相當(dāng)于 200MHz的170mA的脈沖信號(hào)，并對(duì)檢測(cè)線圈3通過外部磁所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行測(cè)定。本實(shí)施例6是對(duì)從實(shí)施例1變形而來的實(shí)施例2的絕緣部的材質(zhì)、厚度、形狀進(jìn)行變化，其他為同一規(guī)格、同一條件，使檢測(cè)線圈為最接近構(gòu)造。本實(shí)施例6的圓相當(dāng)直徑為16 μ m，相對(duì)于實(shí)施例2的19 μ m直徑更小，檢測(cè)線圈的接近指數(shù)η在實(shí)施例6中為η = 1. 6，相對(duì)于實(shí)施例2的η = 1. 9可以更加接近卷繞。其結(jié)果是，本實(shí)施例的MI元件的靈敏度為53mV/GauSS，與比較對(duì)象的實(shí)施例2的靈敏度49mV/GaUSS相比，傳感器特性進(jìn)一步提高。(實(shí)施例7)采用圖1以及圖2對(duì)本發(fā)明的平面型MI元件的第7實(shí)施例進(jìn)行說明?；?1采用寬度0. 3mm、長度0. 6mm、厚度0. 3mm，非晶絲2采用直徑20 μ m、長度 0. 57mm。檢測(cè)線圈的圈數(shù)為15圈，該檢測(cè)線圈的寬度、厚度等的構(gòu)成和形成方法與實(shí)施例 1相同。直徑20 μ m、長度0. 57mm的非晶絲2，與實(shí)施例1 一樣，在平面絕緣部的上表面沿長度方向筆直放置非晶絲2，在平面絕緣部41和非晶絲2之間滴下成為非晶絲固定部42的溶劑稀釋了的液狀的環(huán)氧樹脂。沿著非晶絲2的表面和平面絕緣部41的間隙的長度方向浸濕環(huán)氧樹脂，通過表面張力的作用將非晶絲2穩(wěn)固在平面絕緣部41的上表面。在穩(wěn)固之后，將溶劑稀釋了的環(huán)氧樹脂以100°C焙烤約30分鐘，非晶絲2由非晶絲固定部42固定在平面絕緣部41的上表面。立體絕緣部43的形成以及電極5的形成等與實(shí)施例1相同。如上述構(gòu)成的MI元件的大小為基板11的大小即寬度0. 3mm、長度0. 6mm，厚度為基板11的厚度0. 3mm與非晶絲2的直徑20 μ m、平面絕緣部41的厚度1. 5 μ m、立體絕緣部 43的厚度1. 5 μ m、平面圖案31以及立體圖案32的厚度2 μ m的和，約為0. 33mm,這里，非晶絲2的長度為0. 57mm。接下來，對(duì)本發(fā)明的超小型MI元件的特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)非晶絲2輸入相當(dāng)于200MHz的170mA的脈沖信號(hào)，對(duì)檢測(cè)線圈3的由外部磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行測(cè)定。本實(shí)施例7是僅對(duì)從實(shí)施例1變形而來的實(shí)施例2的非晶絲的直徑從10 μ m變化到20 μ m,其他為同一規(guī)格、同一條件，用于觀察非晶絲直徑的影響。本實(shí)施例7的整體的MI元件的大小與實(shí)施例2相比，厚度略微增加了 0. 011mm，但厚度0. 327mm、寬度0. 3mm、長度0. 6mm，與以往例相比，仍大幅變小。本實(shí)施例7的圓相當(dāng)直徑為31 μ m，相對(duì)于實(shí)施例2的19 μ m有所增大，但是檢測(cè)線圈的接近指數(shù)n，實(shí)施例7為η = 1. 6，相對(duì)于實(shí)施例2的η = 1. 9，可以更加接近。其結(jié)果是，實(shí)施例2的靈敏度49mV/GauSS，與之相對(duì)本實(shí)施例7的靈敏度為36mV/ Gauss。本實(shí)施例的靈敏度，能夠作為磁阻抗傳感器元件來充分使用。(實(shí)施例8)下面，采用圖11對(duì)本例的磁阻抗傳感器元件的制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的磁阻抗傳感器元件的制造方法，首先如圖11(a)所示，進(jìn)行在基板表面的平坦面形成平面圖案31的平面圖案形成工序。然后，如圖11(b)所示，在平面圖案31上配置非晶絲2，并且進(jìn)行形成絕緣體4的絕緣體形成工序。接著，如圖11(c)所示、進(jìn)行形成立體圖案32的立體圖案形成工序。圖11(b)所示的絕緣體形成工序中，至少使非晶絲2相對(duì)于基板11固定的非晶絲固定部42，采用液狀樹脂，在將非晶絲2附著在平面圖案31上之后，通過固化液狀樹脂而形成。根據(jù)上述的制造方法，采用絕緣體4可以將非晶絲2固定在基板表面，因此，沒有必要在基板11上形成延伸槽(圖14參照)。因此，能夠防止延伸槽形成時(shí)產(chǎn)生基板11破損等的不良情況。又，可以充分地確保基板11的強(qiáng)度，因此可以使基板11薄型化，進(jìn)而使傳感器整體的大小小型化。進(jìn)一步地，在絕緣體4形成工序中，采用液狀樹脂形成非晶絲固定部42，因此，沒有給非晶絲2施加大的應(yīng)力。由此，可以防止非晶絲2的磁氣特性的下降。絕緣體4形成工序例如通過在平面圖案31上放置非晶絲2再滴下液狀樹脂而進(jìn)行。由此，非晶絲2被穩(wěn)固在平面圖案31上。然后，樹脂硬化的話即將非晶絲2固定在平面圖案31上。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的平面型超小型磁阻抗傳感器元件，非常小且薄，還具有高靈敏度，因此， 能夠適用于以手機(jī)為首的小型電子設(shè)備用的超小型磁性傳感器。
權(quán)利要求
1.一種磁阻抗傳感器元件，其特征在于，包括 基板，其由非磁性體構(gòu)成；平面圖案，其由排列在所述基板表面的平坦面上的多個(gè)第1導(dǎo)體膜構(gòu)成； 非晶絲，其沿著所述平面圖案的排列方向配設(shè)以橫跨所述多個(gè)第1導(dǎo)體膜； 絕緣體，其包覆該非晶絲的外周面，并且將該非晶絲固定在所述平面圖案上； 立體圖案，其形成于所述絕緣體的外表面至所述平面圖案的表面、并且由以橫跨所述非晶絲的形態(tài)排列的多個(gè)第2導(dǎo)體膜構(gòu)成，通過在所述基板表面的平坦面上的所述非晶絲的兩側(cè)，形成將所述平面圖案和所述立體圖案以層疊所述第1導(dǎo)體膜的端部和所述第2導(dǎo)體膜的端部的狀態(tài)接合而成的層疊接合部，從而在所述絕緣體的周圍形成使所述平面圖案和所述立體圖案一體化而構(gòu)成的檢測(cè)線圈，對(duì)于所述絕緣體的與所述非晶絲的軸線垂直的截面的形狀而言，所述絕緣體的與所述平面圖案平行的方向的寬度尺寸，越接近所述平面圖案就越大。
2.如權(quán)利要求1所述的磁阻抗傳感器元件，其特征在于， 所述非晶絲的與所述非晶絲的軸線垂直的截面為圓形。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的磁阻抗傳感器元件，其特征在于，所述絕緣體構(gòu)成為如下形狀，即與所述非晶絲的軸線垂直的截面中，設(shè)與所述平面圖案平行的方向的寬度尺寸的最大值為L、所述非晶絲的直徑為d的情況下，L/d在1. 3 5 的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的磁阻抗傳感器元件，其特征在于， 所述L/d在2 5的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任意一項(xiàng)所述的磁阻抗傳感器元件，其特征在于， 所述絕緣體包括如下三個(gè)部分平面絕緣部，其覆蓋所述平面圖案的表面；非晶絲固定部，其夾在該平面絕緣部和所述非晶絲之間，使該非晶絲相對(duì)于所述基板固定；立體絕緣部，其夾在所述非晶絲和所述立體圖案之間，并使兩者之間絕緣； 至少所述非晶絲固定部在固化前采用液狀樹脂形成。
6.如權(quán)利要求5所述的磁阻抗傳感器元件，其特征在于，所述非晶絲的外周面由玻璃覆膜所包覆，該玻璃覆膜構(gòu)成所述立體絕緣部的至少一部分。
7.權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任意一項(xiàng)的磁阻抗傳感器元件的制造方法，其特征在于，包括如下工序在所述基板表面的平坦面上形成所述平面圖案的平面圖案形成工序； 在所述平面圖案上設(shè)置所述非晶絲，并且形成所述絕緣體的絕緣體形成工序； 形成所述立體圖案的立體圖案形成工序，所述絕緣體形成工序中，至少將所述非晶絲相對(duì)于所述基板固定的非晶絲固定部，通過以液狀樹脂將該非晶絲附著在所述平面圖案上之后，再固化所述液狀樹脂而形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁阻抗傳感器元件，其是在基板上組裝非晶絲的平面型構(gòu)造，其包括非磁性體的基板；在形成檢測(cè)線圈的平面圖案的排列方向配設(shè)的非晶絲；在非晶絲的外周由平面圖案和立體圖案構(gòu)成的螺旋狀的檢測(cè)線圈；使平面圖案與非晶絲絕緣的平面絕緣部；在平面絕緣部的上面固定非晶絲的非晶絲固定部；使立體圖案與非晶絲絕緣的立體絕緣部。
文檔編號(hào)G01R33/02GK102334040SQ20098015756
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者山本道治, 本藏義信, 西畑克彥 申請(qǐng)人:愛知制鋼株式會(huì)社