(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形の基板の上面に強磁性体からなるパターンを設けるとともに前記基板の角部に前記パターンと電気的に接続するように電極層を設けかつ少なくとも前記パターンを覆うように前記基板の上面に第１、第２の保護層を設けて素子を形成する工程と、前記素子の下面に前記電極層を電気的に接続するようにリード端子を形成する工程と、底面にピンを有する下金型に磁石を挿入し前記リード端子と前記素子とを前記下金型の上面に被せる工程と、前記下金型に挿入された前記磁石をピンで押し上げるとともに前記素子およびリード端子を上金型の上面から加圧する工程と、前記上金型と下金型とを保持した状態で前記上金型と下金型との間に樹脂を流し込み前記素子の前記第２の保護層の上面と前記リード端子の一部である引出部とを除いて前記素子、リード端子および磁石を一体成形する工程とからなる磁気センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界の変化を電気信号に変換する磁気センサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気センサは、実願平３−６８８８７号（実開平５−１５４５９号）のマイクロフィルムに記載されたものが知られている。
【０００３】
図５は従来の磁気センサの断面図である。
図において、１は結晶化ガラス等の非磁性材料からなる方形の基板である。２は基板１の上面にスパッタリング等の工法で設けられたニッケル、鉄等の強磁性体が、フォトリソグラフィ等の工法で櫛歯状等の形状に加工されたパターンである。３は基板１の下面にスパッタリング、蒸着、メッキ、印刷等の工法で設けられ、バイアス磁界をかけて着磁されたコバルト鉄、ニッケルコバルト等の硬質磁性材料からなる薄膜層である。４は薄膜層３の下面に設けられ、薄膜層３と電気的に接続されたリード端子である。５はリード端子４の一部である引出部６を除いて基板１、パターン２および薄膜層３を全面を封止するように設けられた樹脂モールドである。
【０００４】
以上のように、構成された従来の磁気センサについてその動作を説明する。
図６は従来の磁気センサの使用例を示す斜視図である。
【０００５】
図において、１１は外周部１２にＮ極およびＳ極が交互に所定のピッチで着磁されたロータリーエンコーダである。１３はロータリーエンコーダ１１の外周部１２に対向して所定の間隔を隔てて平行に配置された磁気センサである。１４はロータリーエンコーダ１１の外周部１２および磁気センサ１３の表面と平行になるように磁気センサ１３の内部に封止されたニッケル、鉄等の強磁性体からなるパターンである。
【０００６】
まず、ロータリーエンコーダ１１が回転すると、Ｎ極およびＳ極が交互に所定のピッチで着磁された外周部１２により磁気センサ１３を横切る磁界が変化するため、この磁界を磁気センサ１３の内部のパターン１４で感磁して電気信号に変換し、回転処理手段（図示せず）に電気信号を送信して被検出体であるロータリーエンコーダ１１の回転速度を制御していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、リード端子４の引出部６を除く全面が樹脂モールド５により完全に封止されているため、磁気センサ１３の上面がロータリーエンコーダ１１の外周部１２と平行に配置されたとしても、基板１が樹脂モールド５の内部で斜めになって封止された場合、基板１上のパターン２の上面と磁気センサ１３の表面とが平行にならず、ロータリーエンコーダ１１から発生する磁界をパターン１４で正確に感磁することが難しく、出力波形に歪みが生じやすいという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、第２の保護層の上面が露出しているため磁気センサの表面とパターンの上面とが平面となり、このパターン上面と被検出体とを平行に配置することができる磁気センサの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、方形の基板の上面に強磁性体からなるパターンを設けるとともに前記基板の角部に前記パターンと電気的に接続するように電極層を設けかつ少なくとも前記パターンを覆うように前記基板の上面に第１、第２の保護層を設けて素子を形成する工程と、前記素子の下面に前記電極層と電気的に接続するようにリード端子を形成する工程と、底面にピンを有する下金型に磁石を挿入し前記リード端子と前記素子とを前記下金型の上面に被せる工程と、前記下金型に挿入された前記磁石をピンで押し上げるとともに前記素子およびリード端子を上金型の上面から加圧する工程と、前記上金型と下金型とを保持した状態で前記上金型と下金型との間に樹脂を流し込み前記素子の前記第２の保護層の上面と前記リード端子の一部である引出部とを除いて前記素子、リード端子および磁石を一体成形する工程とを有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、方形の基板の上面に強磁性体からなるパターンを設けるとともに前記基板の角部に前記パターンと電気的に接続するように電極層を設けかつ少なくとも前記パターンを覆うように前記基板の上面に第１、第２の保護層を設けて素子を形成する工程と、前記素子の下面に前記電極層と電気的に接続するようにリード端子を形成する工程と、底面にピンを有する下金型に磁石を挿入し前記リード端子と前記素子とを前記下金型の上面に被せる工程と、前記下金型に挿入された前記磁石をピンで押し上げるとともに前記素子およびリード端子を上金型の上面から加圧する工程と、前記上金型と下金型とを保持した状態で前記上金型と下金型との間に樹脂を流し込み前記素子の前記第２の保護層の上面と前記リード端子の一部である引出部とを除いて前記素子、リード端子および磁石を一体成形する工程とを有するものである。
【００１２】
上述した請求項により、磁気センサの表面とパターンの上面とが平面となり、このパターン上面と被検出体とを平行に配置することができるため、磁気センサのパターンに対して被検出体の磁界を正確に感磁できるという作用を有するものである。
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態における磁気センサについて、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１（ａ）は本発明の一実施の形態における磁気センサの断面図、図１（ｂ）は同背面図である。
【００１５】
図において、２１は上面にガラスグレーズ層２２を有するアルミナ等からなる方形の基板である。２３はガラスグレーズ層２２の上面に短冊形状に設けられたニッケルコバルト等の強磁性体からなるパターンである。２４は基板２１の角部にパターン２３と電気的に接続するように設けられた銀パラジウム等からなる電極層である。２５は少なくともパターン２３を覆うように基板２１の上面に設けられたフェノール系の樹脂等からなり、柔軟性を有しかつパターン２３との密着性の良い鉛筆硬度が約３Ｈの第１の保護層である。２６は第１の保護層２５の上面に第１の保護層２５より面積が小さくなるように設けられたフェノール系の樹脂等からなり、第１の保護層２５よりも硬く鉛筆硬度が約７Ｈで強度の大きい第２の保護層である。
【００１６】
２７は上述した基板２１、パターン２３、電極層２４、第１の保護層２５および第２の保護層２６で構成された素子である。２８は基板２１の下面に電極層２４と電気的に接続するように設けられたリン青銅等からなるリード端子である。２９は素子２７のリード端子２８の下面に設けられたフェライト等からなる磁石である。３０は素子２７の第２の保護層２６の上面とリード端子２８の一部である引出部３１とを除いて素子２７、リード端子２８および磁石２９を覆うように設けられたポリフェニレンサルファイド（以下、「ＰＰＳ」と記す。）等からなる成形樹脂で、素子２７の第２の保護層２６の上面とリード端子２８の引出部３１とを成形樹脂３０から露出するように設けられるものである。
【００１７】
以上のように構成された本発明の一実施の形態における磁気センサの製造方法について以下に説明する。
【００１８】
図２、図３は本発明の一実施の形態における磁気センサの工程図である。
まず、図２（ａ）に示すように、方形の基板３２の上面に必要に応じて印刷等の工法でガラスペーストを塗布してガラスグレーズ層３３を設ける。
【００１９】
次に、基板３２の角部に銀パラジウム等の金属ペーストを用いて電極層３４を形成するとともに、ガラスグレーズ層３３の上面に電極層３４と電気的に接続するように蒸着等でニッケルコバルト等の強磁性体薄膜を着膜し、フォトリソグラフィー等の工法を用いて短冊形状等の平行な形状に加工し、パターン３５を形成する。このパターン３５は、強磁性薄膜を短冊形状に加工することで形状異方形を持ち、短冊状の長手方向と直角に磁界が加わると磁界の変化によってその抵抗値が変化するので回転速度等が制御できるものであり、被検出体から発生する磁界が弱くても十分に感磁することができるものである。
【００２０】
次に、図２（ｂ）に示すように、少なくともパターン３５を覆うように前工程で得られた基板３２の上面に、フェノール樹脂に無機質フィラー等を混合してなる柔軟性を有しかつパターン３５と密着性の良いフェノール系の樹脂等を印刷し、約１５０〜２００℃の温度で約６０〜９０分乾燥させて鉛筆硬度が約３Ｈの第１の保護層３６を形成した後、第１の保護層３６の上面に第１の保護層３６より面積が小さくなるように第１の保護層よりも硬く鉛筆硬度が７Ｈで強度の大きいフェノール系の樹脂等を印刷し、約８０〜１００℃の温度で約３０〜６０分乾燥させて第２の保護層３７を形成し、素子３８を完成させる。第１の保護層３６および第２の保護層３７にはフェノール樹脂に無機質フィラー等を混合した樹脂を用いているが、パターン３５との密着性を向上させるために第１の保護層３６にはフェノール樹脂：無機質フィラーの比が約５：３である柔軟な樹脂を用い、外部からの衝撃に対して強度をもたせるために第２の保護層３７にはフェノール樹脂：無機質フィラーの比が約１：１である硬い樹脂を用いるものである。
【００２１】
さらに、第２の保護層３７の面積を第１の保護層３６の面積より小さく形成すれば、基板上に複数個のパターン３５を同時に形成後、ダイシング等のカッターで個々の素子３８に分割して製造する場合でも、第２の保護層３７を切断することなく第１の保護層３６と基板３２のみを切断するため、第２の保護層３７を傷つけることなく分割することができるものである。
【００２２】
次に、図２（ｃ）に示すように、素子３８の下面に電極層３４と電気的に接続するようにリン青銅等からなる金属をはんだ付けし、リード端子３９を形成する。
【００２３】
次に、図３（ａ）に示すように、中空でかつ底面に孔（図示せず）を有しその孔に貫通するように設けられたピン４１を備えた下金型４２に磁石４３を挿入後、磁石４３の真上に前工程で得られたリード端子４４に接続された素子４５を移動させ、素子４５の下面に磁石４３が装着されるように下金型４２の上面に被せる。この磁石４３の位置決めは、磁石４３を囲む下金型４２の４ヶ所に予め設けられたツメ（図示せず）によって磁石４３の寸法に合わせて前後左右を規定し、下金型４２に納めるようにして行う。
【００２４】
次に、図３（ｂ）に示すように、下金型４２に挿入された磁石４３をピン４１で下から押し上げ当接させるとともに素子４５およびリード端子４４を上金型４６の上面から加圧する。この際、上金型４６を加圧すると同時にピン４１の下面よりスプリング等の弾性体４７により弾性を利用して磁石４３をピン４１で約７Ｎの力で押し上げ、磁石４３はリード端子４４に当接し、素子４５は上金型４６に当接するように加圧する。弾性体４７の弾性を利用して加圧することにより、素子４５、リード端子４４および磁石４３に加える圧力を調整しながら密着させることができる。
【００２５】
次に、図３（ｃ）に示すように、上金型４６と下金型４２とを保持した状態で磁石４３がリード端子４４に密着するように固定し、上金型４６と下金型４２との間にＰＰＳ等からなる樹脂４８を流し込み、素子４５の第２の保護層（図示せず）の上面とリード端子４４の一部である引出部４９とを除いて素子４５、リード端子４４および磁石４３を一体成形する。
【００２６】
最後に、図３（ｄ）に示すように、前工程で成形した素子４５、リード端子４４、磁石４３および樹脂４８を上金型４６と下金型４２とからはずし、リード端子４４および引出部４９を所望の形状に折曲げて磁気センサを製造するものである。
【００２７】
以上のように構成、製造された本発明の一実施の形態における磁気センサについて以下にその動作を説明する。
【００２８】
図４は本発明の一実施の形態における磁気センサの使用例を示す斜視図である。
【００２９】
図において、５１は外周部５２にＮ極およびＳ極が交互に所定のピッチで着磁されたロータリエンコーダである。５３はロータリーエンコーダ５１の外周部５２に対向して所定の間隔を隔てて平行に配置された磁気センサである。５４は磁気センサ５３の表面に露出するように一体成形された、ニッケル、鉄等の強磁性体からなりその上面に第２の保護層（図示せず）を有するパターンである。
【００３０】
まず、ロータリーエンコーダ５１が回転すると、Ｎ極およびＳ極が交互に所定のピッチで着磁された外周部５２により磁気センサ５３を横切る磁界が変化するため、この磁界を磁気センサ５３の表面のパターン５４で感磁して電気信号に変換し、被検出体であるロータリーエンコーダ５１の回転速度を検出する。
【００３１】
このとき、パターン５４が磁気センサ５３の表面に露出しているため、磁気センサ５３を配置する際、パターン５４の角度が調整しやすく、ロータリーエンコーダ５１の外周部５２に対向してパターン５４は斜めになることがないため平行に配置することができる。
【００３２】
上述の、本発明の一実施の形態における磁気センサでは、パターン２３の材料にニッケル−コバルトを例に取って説明したが、磁気抵抗効果を有する強磁性材料であれば同様な効果が得られる。また、第１、第２の保護層２５，２６にフェノール系樹脂を例に取って説明したが、エポキシ系樹脂、酸化シリコン等の無機材料のものであっても同様な効果が得られる。また、磁石２９をフェライト系の焼結磁石を例に取って説明したが、必要に応じネオジ系等のプラスチックまたは焼結の磁石でも同様な効果が得られる。また、成形樹脂３０にＰＰＳ樹脂を例に取って説明したが、ポリブチレンテレフタレートまたは液晶ポリマー等の樹脂でも同様な効果が得られる。また、第１、第２の保護層２５，２６を印刷で形成する工法を例に取って説明したが、酸化シリコン等の無機材料を、スパッタリング、蒸着等の工法を用いて形成しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第２の保護層の上面が成形樹脂の表面から露出しているため磁気センサの表面とパターンの表面とが平面となり、このパターン表面と被検出体とを平行に配置することができるため、磁気センサのパターンに対して被検出体の磁界を正確に感磁できるという効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態における磁気センサの断面図
（ｂ）同背面図
【図２】同工程図
【図３】同工程図
【図４】同使用例を示す斜視図
【図５】従来の磁気センサの断面図
【図６】同使用例を示す斜視図
【符号の説明】
２１  基板
２２  ガラスグレーズ層
２３  パターン
２４  電極層
２５  第１の保護層
２６  第２の保護層
２７  素子
２８  リード端子
２９  磁石
３０  成形樹脂
３１  引出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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