(57)【要約】【課題】磁性体パターンと導体パターンとが、安定に接続され、かつ信頼性の高い、安価な磁気インピーダンスセンサチップ及びそれを用いた磁気センサ素子を提供する。【解決手段】磁性体パターン２ヘの外部磁場の印加によって磁区構造及び磁化分布が磁性体薄膜の透磁率に影響を与えてインピーダンスが変化することを利用し、磁気検出を行う磁気インピーダンスセンサチップであって、磁性体パターン２が細長い長方形が複数並んでおり、端部が非磁性の導体パターン３で接続されており、磁性体パターン２は導体パターン３により直列に接続されており、最初の磁性体パターン２と最後の磁性体パターン２の終端部より非磁性の導体パターン３が電極４まで出ているパターンが平板状の誘電体基板１上に形成された電極４の部分以外は絶縁膜で被覆されており、磁性体パターン２の断面形状は基板に裾野を引いたほぼ台形の形状とする磁気インピーダンスセンサチップとする。【選択図】  図１
2004150994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体パターンヘの外部磁場印加によって磁区構造及び磁化分布が磁性体薄膜の透磁率に影響を与えてインピーダンスが変化することを利用し、磁気検出を行う磁気インピーダンスセンサチップであって、前記磁性体パターンは、平板状の誘電体基板上にほぼ平行に形成された、平行な辺の長い方が前記基板側に配置されたほぼ台形の断面形状を有する複数の帯状であり、非磁性の導体パターンにより直列に接続され、かつ始端と終端が非磁性の導体パターンにより、それぞれ前記誘電体基板に形成された電極に接続され、前記電極以外の部分が絶縁膜で被覆されていることを特徴とする磁気インピーダンスセンサチップ。
【請求項２】
プリント基板上に、該プリント基板面と垂直に配置され、断面が正三角形の柱状体の各側面に、請求項１に記載の磁気インピーダンスセンサチップを、前記磁性体パターンの長手方向が、前記プリント基板の面と約３５度の角度をなすように固定され、前記誘電体基板に形成された電極と前記プリント基板上に形成された電極が接続され、断面形状が六角形の筒状のボビンに巻線を施したコイルを、前記柱状体の断面の頂点が前記筒状のボビンの内側に近接する位置に配置したことを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項３】
請求項２記載の磁気センサ素子の前記ボビン下部に前記磁気インピーダンスのセンサチップ電極とほぼ同じ高さの脚部があり、前記磁気インピーダンスセンサチップの電極が露出することを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項４】
請求項２記載の磁気センサ素子において、前記磁気インピーダンスセンサチップの前記誘電体基板に形成された電極が前記プリント基板と前記誘電体基板が接する位置に延長されており、前記誘電体基板に形成された電極と前記プリント基板に形成された電極が導電体で接続されていることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気インピーダンスセンサチップが、前記磁性体パターンと非磁性の導体パターンが形成された面をプリント基板に対向させて配置され、前記プリント基板の表面の、前記磁気インピーダンスセンサチップの非磁性の導体パターンに対向する位置に形成された二つの電極が、前記非磁性の導体パターンと導電体により接続されていることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気センサ素子において、前記プリント基板の前記磁気インピーダンスセンサチップの前記磁性体パターンと対向する位置に渦巻き状の導体パターンが形成されていることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項７】
請求項５に記載の磁気センサ素子において、渦巻き状の導体パターンが形成された高分子材料のフィルムが前記磁気インピーダンスセンサチップとプリント基板の間に配置されていることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項８】
請求項１に記載の磁気インピーダンスセンサチップが、前記磁性体パターンと非磁性の導体パターンが形成された面をプリント基板に対向させて配置され、前記プリント基板の表面の、前記磁気インピーダンスセンサチップの非磁性の導体パターンに対向する位置に形成された二つの電極が、前記非磁性の導体パターンと導電体により接続され、前記磁気インピーダンスセンサチップとプリント基板の周囲に巻線が施されていることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項９】
請求項２から４のいずれかに記載の磁気センサ素子は、磁性体パターンの縁と磁気センサ基板の縁によって囲まれる空白部に一方の電極が配置され、もう一方の電極は磁性体パターンを介して反対側の空白部に形成されていることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項１０】
請求項２から９のいずれかに記載の磁気センサ素子において、前記磁性体パターンの直流抵抗が５〜５０Ωの範囲内であり、前記導体パターンの直流抵抗が前記磁性体パターンの直流抵抗の５分の１以下であることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項１１】
請求項２から９のいずれかに記載の磁気センサ素子において、前記磁性体パターンを構成する複数の帯状の磁性体パターンの間隔が１０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする磁気センサ素子。
【請求項１２】
請求項２から９のいずれかに記載の磁気センサ素子において、前記磁性膜の組成は、Ｃｏ７０−８５原子％であり、残りの組成はＮｂとＺｒであり、Ｎｂの原子％ＸとＺｒの原子％Ｙは、（Ｘ＝３０，Ｙ＝０），（Ｘ＝２３，Ｙ＝７），（Ｘ＝８，Ｙ＝７），（Ｘ＝１５，Ｙ＝０）の各点に囲まれた組成範囲にあり、好ましくは、（Ｘ＝２７，Ｙ＝３），（Ｘ＝２５，Ｙ＝５），（Ｘ＝１０，Ｙ＝５），（Ｘ＝１２，Ｙ＝３）の組成範囲あることを特徴とする磁気センサ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として家電機器、情報端末、産業機器等に使用されるのに好適な、高感度・高精度に磁気を検出する磁気センサ素子であって、特にインピーダンス変化を利用した磁気インピーダンスセンサチップ及びそれを用いた磁気センサ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインピーダンス変化を利用した磁気インピーダンスセンサチップを用いた磁気センサ素子について説明する。ここで、磁気インピーダンス効果は、以下のような現象である。図１９に示すような細長い磁性体の幅方向に磁化容易軸を持つ軟磁性体の両端に高周波電圧を印加して、磁性体に流れる高周波電流が磁性体の幅方向に磁場を発生させる。軟磁性体の幅方向の透磁率により、透磁率が高ければ高周波電流の自己インダクタンスは磁性体の中心に向かうほど大きくなる表皮効果により、表面付近のみ電流が流れるようになる。高周波電流分布の表皮深さδは、抵抗率をρ、周波数をｆ、磁性体幅方向の透磁率をμとすると、以下の式（１）で与えられる。
【０００３】
δ＝［２πρ／（ｆ・μ）］１／２  ・・・・・・（１）
【０００４】
磁性体表面より深さｔでは、インピーダンスＺは直流抵抗をＲとすると、以下の式（２）で与えられる。
【０００５】
Ｚ＝Ｒ・ｅｘｐ（ｔ／δ）  ・・・・・・・・・・（２）
【０００６】
磁性体の幅方向の透磁率μは、低い透磁率となる。その理由は、  図２０に示すように、無磁場中では磁性体幅方向に磁化が向いており、ＭＨｚ帯域以上の高周波では磁壁移動による磁化反転が起こりにくいためである。
【０００７】
磁気異方性と同程度より、やや大きい磁場が磁性体長手方向に印加されると、図２１に示すように、磁性体長手方向にやや磁化が向いており、高周波電流の発生磁場に磁化の振動によって追従できるようになり、ＭＨｚ帯域以上の高周波でも磁性体幅方向で高い透磁率となる。
【０００８】
さらに強い磁場が磁性体長手方向に印加されると、図２２に示すように、磁化は磁性体長手方向に束縛されるようになるため、高周波電流の発生磁場に対する磁化の振動の振幅が小さくなり、磁性体の幅方向の透磁率が低下してゆく。
【０００９】
以上のように、磁性体幅方向の透磁率μが磁性体長手方向に印加する磁場により変化するため、表皮効果を介してインピーダンス変化として検出できるのが磁気インピーダンスセンサチップである。
【００１０】
汎用回路で実現できる高周波は数十ＭＨｚ程度である。また、軟磁性体の透磁率は数千程度である。そこから、式（１）より、磁気インピーダンス効果が出てくるのは１ミクロン以上の厚さとなる。また、汎用回路で発生できる電流は数ｍＡ程度であり、電圧振幅は数Ｖ必要である。このため、１００Ω以上のインピーダンスが磁気インピーダンスセンサチップには必要である。
【００１１】
一方、数ミクロンの磁性体をパターンとして作る場合、磁性体はガラスなどの誘電体基板の上にスパッタ装置で膜形成する方法が適しており、フォトレジストによりエッチングあるいはリフトオフすることによりミクロン単位でパターンを作製できる。磁性体の幅は、数１０ミクロン以下ではパターン端部の影響により特性が不安定となりやすい、このためインピーダンスが１００Ω以上必要なので磁性体の長さは５ｍｍ以上は必要となる。
【００１２】
磁性体の長さ５ｍｍでは、磁気センサ素子としては大きすぎるため、数回折り返したパターンとすることでチップを小型化してインピーダンスも所定のものとしている。折り返しパターンのパターン間隔は、１０ミクロン以下では隣り合う磁性体パターンが近接しすぎることで反磁場が増加する。パターン間隔が１００ミクロンを超えると、折り返し構造による小型化の利点が得られなくなる。
【００１３】
折り返しパターンは、折り返し部分が磁性体パターンで連続していると、折り返し部分で磁束の乱れが発生する。折り返し部分に磁性体を用いずに非磁性の導体膜により接続した構成は、同出願人により公開２０００−２０６２１７号公報にて公開されている。
【００１４】
図２９は、１μｍ以下の非磁性片の導体膜によって磁性体パターンの折り返し部分を接合する製造方法の説明図である。また、図３０は、１μｍ以下の非磁性片の導体膜によって接続されている磁性体パターンの折り返し部分の説明図である。
【００１５】
磁性コアを非磁性片を用いずに、つづら折り形状の磁性体のみにより構成する構造も可能ではあるが、つづらの辺部が延びる方向に対して傾いた方向から外部磁場が印加され場合には、磁性片１４１のうち、つづらの折れ曲がり部分によって磁束が曲げられて、磁性片１４１全体に均一な磁場が印加されなくなるため、つづらの折れ曲がり部分を非磁性片１４２により形成することが好ましいとある。
【００１６】
図２３は、磁気インピーダンスセンサチップのインピーダンス対外部磁場の特性図である。磁気インピーダンスセンサチップは、幅方向の透磁率変化によってインピーダンス変化するため、図２３に示すように、正負対称の特性となっている。微弱な磁場を検出するためには、インピーダンス変化するポイントまで一定磁場を加えておき、測定対象の磁場が加えられると、微少なものであってもインピーダンスは変化する。
【００１７】
一定磁場を得るには、コイルに電流を通電するか、マグネットを用いる方法があるが、測定磁場零でインピーダンスが安定するにはコイルに一定電流を通電する方が望ましい。同出願人により公開２０００−２０６２１７号公報にて公開されている構成では、渦巻き状の導体薄膜パターンを絶縁層を介して形成している。
【００１８】
図２４は、１軸の磁気検出方向を持つ磁気センサ素子の一例である。磁気インピーダンスチップ２０は、ガラスなどの誘電体基板の上に折り返し構造を持つ磁性コア２２と、磁性コア２２の両極には電極パッド４２があり、半田付けによりプリント基板１１側の電極４１と電気的に接続する。さらに、巻線することで一定磁場を印加できる。通電電流１０ｍＡでの巻数と磁気バイアスの関係を図２５に示す。
【００１９】
さらに、検出軸を２軸あるいは３軸に増やす場合、２軸については前記１軸センサを２方向に配置する方法が取られる。図２６は、プリント基板面に対して３５度の斜めの磁性体パターンを付けた磁気インピーダンスセンサチップの一例を示す図である。また、図２７は、図２６の磁気インピーダンスセンサチップを、３角柱に取り付けて形成した磁気センサ素子の例を示す図である。
【００２０】
３軸の場合、プリント基板に垂直方向に磁気センサ素子を立てる必要があるため、他の実装部品よりも背が高くなる問題があるため、図２６に示すように、プリント基板面に対して３５度の斜めの磁性体パターン２１ａを付けた磁気インピーダンスチップを、図２７に示すように、３角柱に取り付けて導電接着剤によりプリント基板と接続して巻線した丸形ボビンを被せてプリント基板と垂直な方向に磁気バイアスを加える構成となっている。図２８は、図２７の磁気センサ素子のコイルのボビンの通電電流１０ｍＡでの巻数と磁気バイアスの特性図である。なお、ボビンの内径寸法を６．５ｍｍ、外径寸法を７．５ｍｍ、高さを４ｍｍとした。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁気センサ素子では、巻線と磁気センサ素子との数ｍｍの間隔があり、漏洩磁場の影響が無視できない。図１７は、薄膜コイルからの磁場印加の特性図である。薄膜でバイアスコイルを形成するとコイルの発生磁場が数ミクロンの絶縁膜を介して印加されるため、間隔が小さすぎて図１７に示すように、不均一な磁場が印加されてしまう。このため、巻線の太さ：数十μｍ、薄膜巻線パターン：数十μｍであることから、数十〜数百μｍ程度の間隔にコイルが巻線されている必要がある。
【００２２】
検出軸が１軸の磁気センサ素子においては、磁気インピーダンスセンサチップが立てられており、素子とコイルの間に空間が空いており、巻線コイルからの距離も磁性体パターンの各々の部分で不均一である。また、検出軸が３軸の磁気センサでは、ボビンが丸形のために、三角柱に取り付けられた磁気インピーダンスセンサチップとの間に数ｍｍの、しかも不均一な間隔が空いているために、不均一な磁場が印加される。
【００２３】
また、検出軸が３軸の磁気センサ素子は、磁性体パターンが斜めのために形状が大きくなっている。さらに、磁性膜は膜厚が数ミクロン必要となるが、導体膜は抵抗率からは数千Å程度で充分だが、断線を避けるためには磁性膜の膜厚に近い膜厚が必要となる。
【００２４】
磁性体パターンは、イオンエッチング、化学エッチングあるいはリフトオフによって形成される。図４は、従来の磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンの断面図である。エッチング法は、残るパターン部をレジストで保護して残りに磁性膜が浸食されるため、磁性膜の断面は、図４に示すような垂直、あるいは化学エッチングの場合など、内側にえぐれた断面となる。
【００２５】
また、リフトオフでは、残すパターン以外の部分を、レジストパターンによって覆い磁性膜を形成する。この場合、パターン精度を上げるために、蒸着やスパッタ等では、蒸発した磁性粒子が基板面に垂直に付着するように条件設定を行って、図４の形状に近い断面形状としている。
【００２６】
図３０は、１μｍ以下の非磁性片の導体膜によって接続されている磁性体パターンの折り返し部分の説明図である。磁性膜は、ＭＩ特性を出すために、どうしても数μｍの膜厚が必要となり、図３０に示す１μｍ以下の導体膜によって接続されている磁性体パターンの折り返し部分では、磁性体パターン断面がほぼ垂直に切り立っているために断線不良が発生した。
【００２７】
従って、本発明の目的は、磁性体パターンと導体パターンとが、安定に接続され、かつ信頼性の高い、安価な磁気インピーダンスセンサチップとそれを用いた磁気センサ素子を提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題に対して、本発明によれば、磁性薄膜パターンヘの外部磁場印加によって磁区構造及び磁化分布が磁性体薄膜の透磁率に影響を与えてインピーダンスが変化することを利用し、磁気検出を行う磁気センサ素子において、磁性体パターンが細長い長方形が複数並んでおり、端部が非磁性の導体パターンで接続されており、磁性体パターンは導体パターンにより直列に接続されており、最初の磁性体パターンと最後の磁性体パターンの終端部より非磁性の配線が電極まで出ているパターンが平板状の誘電体基板上に形成された電極部分以外は絶縁膜で被覆されており、磁性体パターンの断面形状は基板側に二つの平行な辺の長い方が配置されたほぼ台形の形状であることで解決している。
【００２９】
この構成によって、磁性体パターンの断面が台形となっていることで、導体膜によって磁性体パターンが接続されている部分での断線が起こりにくくなる。
【００３０】
また、本発明によれば、磁気インピーダンスセンサチップにおいて、磁性体パターンの長手方向が磁気検出方向としてプリント基板平面と約３５度の成す角をもっており、正三角柱がプリント基板に立っており、正三角柱の各側面に磁気インピーダンスセンサチップがパターン面を外側に固定されており、プリント基板電極と互いに導電体を介して接続されており、正三角形の各頂点の角が取れた六角形をした巻き枠を持つ巻線したボビンを被せており、三角柱の頂点と巻線ボビンの内側が近接することで解決している。
【００３１】
巻線コイルが従来よりもパターン面に近接しており、しかも距離が一定であるために均一で高効率の磁気バイアスを加えることができる。
【００３２】
また、本発明によれば、磁気センサ素子のボビン下部に磁気インピーダンスの電極部とほぼ同じ高さの脚部があり、磁気インピーダンスセンサチップ電極が露出することで解決している。
【００３３】
この構成により、従来よりも、より低背化が図れる。また、本発明によれば、磁気センサ素子において、磁気インピーダンスセンサチップの電極がプリント基板と対面する底部まで延長されており、底部の電極とプリント基板電極が導電体で接続されていることで解決している。
【００３４】
また、本発明によれば、磁気インピーダンスセンサチップにおいて、磁気インピーダンスセンサチップのパターン面はプリント基板と向かい合っており、プリント基板に電極が二つ磁気インピーダンスセンサチップの電極と対面する位置に形成されており、互いの電極が導電性物質で接続されていることで解決している。
【００３５】
この構成によって、パターン面がプリント基板側に向くためパターン面の保護するばかりでなく、磁気インピーダンスセンサチップ基板自体で保護するために従来よりも薄型となる。また、本発明によれば、磁気センサ素子のプリント基板において、磁気インピーダンスセンサチップのパターン部と対向する場所に渦巻き状の導体パターンが形成されていることで解決できる。
【００３６】
また、本発明によれば、磁気センサ素子において、渦巻き状の導体パターンが形成されたポリイミドフィルムが磁気インピーダンスセンサチップとプリント基板の間に挟まれていることで解決できる。
【００３７】
また、本発明によれば、磁気センサ素子のプリント基板と磁気インピーダンスセンサチップの外側に導線を巻線したことで解決できる。
【００３８】
また、本発明によれば、磁気センサ素子は、磁性体パターンの縁と磁気センサ基板の縁によって囲まれる空白部に一方の電極が配置され、もう一方の電極は磁性体パターンを介して反対側の空白部に形成されていることで解決できる。
【００３９】
また、本発明によれば、磁気センサ素子において、細長い略長方形の磁性体パターンの直流抵抗が５〜５０Ωの範囲内であり、導体パターン部分の直流抵抗が細長い略長方形の磁性体パターンの直流抵抗の５分の１以下であることで解決できる。
【００４０】
また、本発明によれば、磁気センサ素子において、前記略長方形の磁性体パターン同士の間隔が１０μｍ〜１００μｍであることで解決できる。
【００４１】
また、本発明によれば、磁気センサ素子において、前記磁性膜の組成はＣｏ７０−８５原子％であり、残りの組成はＮｂとＺｒであり、Ｎｂの原子％ＸとＺｒの原子％Ｙは、（Ｘ＝３０，Ｙ＝０），（Ｘ＝２３，Ｙ＝７），（Ｘ＝８，Ｙ＝７），（Ｘ＝１５，Ｙ＝０）の各点に囲まれた組成範囲にあり、好ましくは、（Ｘ＝２７，Ｙ＝３），（Ｘ＝２５，Ｙ＝５），（Ｘ＝１０，Ｙ＝５），（Ｘ＝１２，Ｙ＝３）の組成範囲あることで解決できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による磁気インピーダンスセンサチップ及びそれを用いた磁気センサ素子について、以下に説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態による磁気インピーダンスセンサチップの説明図である。ガラス等の基板１の上に細長い長方形の磁性体パターン２が複数並んでおり、導体パターン３により電気的に直列に接続されている。ここで、磁性体−導体の直列パターンの両端３ａ、３ｂは、それぞれ電極４に接続されている。
【００４４】
ここで、磁性体パターン２は、幅方向に磁場を印加して不活性化雰囲気中で熱処理を行うことで磁化容易軸が誘導される。磁性体−導体の直列パターンの両端３ａ、３ｂには、導体による電極パッドが形成され、電極部分パッド以外はレジスト、感光ポリイミド樹脂あるいは酸化珪素、ガラス、アルミナ等の絶縁保護膜で被覆して劣化を防止している。
【００４５】
図２は、本発明の実施の形態による磁気インピーダンスセンサチップの磁性膜の組成の説明図である。磁性膜の組成は、Ｃｏ７０−８５原子％であり、残りの組成はＮｂとＺｒであり、Ｎｂの原子％ＸとＺｒの原子％Ｙは、図２中、（Ｘ＝３０，Ｙ＝０），（Ｘ＝２３，Ｙ＝７），（Ｘ＝８，Ｙ＝７），（Ｘ＝１５，Ｙ＝０）の各点に囲まれた組成範囲にあり、この範囲で磁歪が、ほぼ零となる。さらに、（Ｘ＝２７，Ｙ＝３），（Ｘ＝２５，Ｙ＝５），（Ｘ＝１０，Ｙ＝５），（Ｘ＝１２，Ｙ＝３）に囲まれた組成範囲で、磁歪がほぼ零か若干負となる軟磁気特性を示しており、保磁力は１０ｍＴを切るため、磁気インピーダンスセンサチップとして、より適した特性を持っている。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態による磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンの断面図である。図３に示すように、磁性体パターン２を形成する際にイオンエッチングや、リフトオフ法を用いることで順テーパー形状を作っている。ここで、順テーパー形状とは、台形状及び基板に裾野を引いた、ほぼ台形状をいう。
【００４７】
順テーパー形状とするには、レジスト厚さを磁性膜厚さの２倍以上にすることが重要である。リフトオフ法では、厚いレジストパターンに磁性膜を形成すると、厚いレジストの裾野で徐々に膜厚が薄くなってゆき裾引き形状となる。イオンエッチングでは、磁性膜上のレジストに斜めからイオンビームを入射してエッチングすることで台形の順テーパー形状が得られる。同図には導体パターン３も示されているが、順テーパー形状となっているため、導体パターン３が薄くてもパターン切れによる断線不良は起こらない。
【００４８】
図４は、従来の磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンの断面図である。従来では、例えばウエットエッチングなどにより形成された図４のような断面では、導体パターン３１の厚みをを厚くするしか断線を防ぐ方法がなく、膜形成に時間がかかるためコストアップとなる。さらに、絶縁保護膜を形成した場合、順テーパー形状の断面形状では、パターン全体を保護するのに必要な絶縁保護膜の膜厚が少なくてすむため、コスト削減となる。
【００４９】
図１８は、磁性体パターンの断線不良率と、順テーパー形状の領域幅との関係を示す図である。従来は、順テーパー形状の領域は、０．５μｍ以下で切り立っていたが、本発明では、２〜３μｍとすることで断線不良率がほとんど起こらなくなっている。
【００５０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２による磁気センサ素子の説明図である。図５の磁気センサ素子は、磁気インピーダンスセンサチップに磁気バイアス用の巻線コイル６と回路を形成している。
【００５１】
図６は、図５の磁気センサ素子の磁気サンサ部のＡＡ断面図である。磁気インピーダンスセンサチップのパターン面は、プリント基板面と対向しており、プリント基板の電極と磁気インピーダンスセンサチップの電極パッドは、半田付けあるいは導電性接着剤等の導電体で接続される。プリント基板電極８は、盛り上がっているため、磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンは圧迫されない。巻線コイル６を形成するには、プリント基板の端の出っ張りをガイドにして巻線を行えばよく、巻線は磁気インピーダンスセンサチップのパターン裏面にのみ当たり、特性に影響を与えることはない。
【００５２】
巻線コイル６は、シリコーン樹脂などにより被覆して断線を防ぐ。磁気インピーダンスセンサチップの基板を磁性体パターンの長手方向の長さの１／３以下の厚さ、すなわち２０〜９００μｍのものとすることで巻線コイル６との間に適切な空隙ができて、均一で高効率の磁気バイアスが印加できる。
【００５３】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３による磁気センサ素子の説明図である。図７の磁気センサ素子は、磁気インピーダンスセンサチップに磁気バイアス用の巻線と回路を形成している。
【００５４】
図８は、図７の磁気センサ素子での磁気センサ部のＢＢの断面図である。磁気インピーダンスセンサチップのパターン面は、プリント基板面と対向しており、プリント基板電極８ａと磁気インピーダンスセンサチップの電極パッドは、半田付けあるいは導電性接着剤等の導電体で接続される。プリント基板電極は、盛り上がっているため、磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンは圧迫されない。
【００５５】
コイルパターンは、渦巻き状にプリント基板上に形成されており、巻線よりも薄型となっている。渦巻きパターンの内側で図８のように裏面にスルーホールで引き出し線となっており、磁気バイアス用回路と接続されている。磁気インピーダンスセンサチップに対するプリント基板側電極も同様にスルーホールによる引き出し線が裏面にて検出回路と接続されている。
【００５６】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４による磁気センサ素子の説明図である。図９の磁気センサ素子は、磁気インピーダンスセンサチップに磁気バイアス用の巻線と回路を形成している。
【００５７】
図１０は、図９の磁気センサ素子での磁気センサ部のＣＣの断面図である。  磁気インピーダンスセンサチップのパターン面は、プリント基板面と対向しており、プリント基板電極８ｂと磁気インピーダンスセンサチップの電極パッド７ｂは、半田付けあるいは導電性接着剤等の導電体で接続される。プリント基板電極は盛り上がっているため、磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンは圧迫されない。
【００５８】
図１１は、図９の磁気センサ素子に使用される渦巻き導体パターンを持つポリイミド系樹脂フィルムを示す図である。図１１の渦巻き導体パターンを持つポリイミド系樹脂フィルム１３がプリント基板と磁気インピーダンスセンサチップの間に挟まれて実装されている。ポリイミド系樹脂フィルム１３に渦巻きコイルパターン６ｂを形成することで、プリント基板上にパターン形成するよりも緻密な巻線が可能となる。
【００５９】
（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５による磁気センサ素子の説明図である。また、図１３は、図１２の磁気センサ素子の磁気インピーダンスセンサチップのパターンの説明図である。図１３に示すように、磁性体パターン２ｂが５本並んでおり、端部が非磁性の導体パターン３ｂで接続されており、磁性体パターン２ｂは導体パターン３ｂにより直列に接続されており、磁性体パターン２ｂの長手方向が磁気検出方向としてプリント基板平面と約３５度の成す角をもっており、後は実施の形態１と同様に、最初の磁性体パターンと最後の磁性体パターンの終端部より非磁性の配線が電極まで出ているパターンが平板状の誘電体基板上に形成された電極部分以外は絶縁膜で被服されている。電極は磁性体パターンよりも下部に形成される。
【００６０】
磁性体パターンが斜めに傾くことで素子の低背化が図れ、同時に３つの磁気インピーダンスセンサチップを正三角柱の側面に取り付けることで、磁気検出軸が互いに直交しているため、３軸の磁気成分の検出が可能となる、さらに磁性体パターンの隙間に電極が入り込むことでチップの小型化が可能となりコストが削減できる。
【００６１】
図１２において、磁気バイアスを加える巻線ボビンは、内壁及び外壁が角の取れた正三角形をしており、正三角柱に取り付けられた磁気インピーダンスセンサチップ表面に内壁及び外壁がほぼ一定距離で、角は磁気インピーダンスセンサチップの取り付けられている正三角柱の頂点と近くなっており、ボビン底部よりも上面でより近くなっている。このような構成とすることで、巻線が磁気インピーダンスセンサチップの表面に一定距離で最も近接するため、磁気バイアス効率が最大となり、そのため消費電流が最小となり、一様な磁気バイアスとなるため磁気バイアスの不均一さによる感度低下が起こらない。
【００６２】
また、巻線ボビンの底部に脚があり、磁気インピーダンスセンサチップの電極部分は露出されていることでプリント基板電極との接合に半田や導電接着剤を用いた場合の盛り上がりを回避する構成となる。図１４は、従来例の丸形ボビンと本発明の三角ボビンの磁気バイアス効率と磁気感度を比較したものである。本発明で磁気バイアス効率が改善し、磁気感度も向上している。
【００６３】
（実施の形態６）
図１５は、本発明の実施の形態６による磁気センサ素子の説明図である。また、図１６は、図１５の磁気センサ素子の磁気インピーダンスセンサチップのパターンの説明図である。図１６に示すように、磁性体パターン２ｃが５本並んでおり、端部が非磁性の導体パターン３ｃで接続されており、磁性体パターン２ｃは導体パターン３ｃにより直列に接続されており、磁性体パターン２ｃの長手方向が磁気検出方向としてプリント基板平面と約３５度の成す角をもっている。後は実施の形態１と同様に、最初の磁性体パターンと最後の磁性体パターンの終端部より非磁性の配線が電極まで出ているパターンが平板状の誘電体基板上に形成された電極部分以外は絶縁膜で被覆されている。電極４ｃは磁性体パターンの縁と誘電体基板によって囲まれる空白部に一方の電極が配置され、もう一方の電極は、磁性体パターンを介して反対側の空白部に形成されている。
【００６４】
磁性体パターンが斜めに傾くことで素子の低背化が図れ、同時に３つの磁気インピーダンスセンサチップが正三角柱の側面を取り付けることで磁気検出軸が互いに直交しているため、３軸の磁気成分の検出が可能となる、さらに磁性体パターンの隙間に電極が入り込むことでチップの小型化が可能となりコストが削減できる。
【００６５】
磁気バイアスを加える巻線ボビンは、内壁及び外壁が角の取れた正三角形をしており、正三角柱に取り付けられた磁気インピーダンスセンサチップ表面に内壁及び外壁がほぼ一定距離で、角は磁気インピーダンスセンサチップの取り付けられている正三角柱の頂点と近くなっており、ボビン底部よりも上面でより近くなっている。このような構成とすることで、巻線が磁気インピーダンスセンサチップの表面に一定距離で最も近接するため、磁気バイアス効率が最大となり、そのため消費電流が最小となり、一様な磁気バイアスとなるため磁気バイアスの不均一さによる感度低下が起こらない。
【００６６】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、  磁性体パターンと導体パターンとが、安定に接続され、かつ信頼性の高い、安価な磁気インピーダンスセンサチップと、それを用いた磁気センサ素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による磁気インピーダンスセンサチップの説明図。
【図２】本発明の実施の形態による磁気インピーダンスセンサチップの磁性体の組成の説明図。
【図３】本発明の実施の形態による磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンの断面図。
【図４】従来の磁気インピーダンスセンサチップの磁性体パターンの断面図。
【図５】本発明の実施の形態２による磁気センサ素子の説明図。
【図６】図５の磁気センサ素子の磁気センサ部のＡＡ断面図。
【図７】本発明の実施の形態３による磁気センサ素子の説明図。
【図８】図７の磁気センサ素子の磁気センサ部のＢＢ断面図。
【図９】本発明の実施の形態４による磁気センサ素子の説明図。
【図１０】図９の磁気センサ素子での磁気センサ部のＣＣの断面図。
【図１１】図９の磁気センサ素子に使用される渦巻き導体パターンを持つポリイミド系樹脂フィルムを示す図。
【図１２】本発明の実施の形態５による磁気センサ素子の説明図。
【図１３】図１２の磁気センサ素子の磁気インピーダンスセンサチップのパターンの説明図。
【図１４】従来例の丸形ボビンと本発明の三角ボビンの磁気バイアス効率と磁気感度を比較した図。
【図１５】本発明の実施の形態６による磁気センサ素子の説明図。
【図１６】図１５の磁気センサ素子の磁気インピーダンスセンサチップのパターンの説明図。
【図１７】薄膜コイルからの磁場印加の特性図。
【図１８】磁性体パターンの断線不良率と、順テーパー領域幅との関係を示す図。
【図１９】１軸の磁気検出方向を持つ磁気センサ素子の一例を示す図。
【図２０】無磁場中での磁壁の説明図。
【図２１】磁気異方性と同程度よりやや大きい磁場が磁性体長手方向に印加された場合の磁壁の説明図。
【図２２】図２１の場合よりさらに強い磁場が磁性体長手方向に印加されるた場合の磁壁の説明図。
【図２３】磁気インピーダンスセンサチップのインピーダンス対外部磁場の特性図。
【図２４】１軸の磁気検出方向を持つ磁気センサ素子の一例を示す図。
【図２５】通電電流１０ｍＡでの巻数と磁気バイアスの関係の一例を示す図。
【図２６】プリント基板面に対して３５度の斜めの磁性体パターンを付けた磁気インピーダンスセンサチップの一例を示す図。
【図２７】図２６の磁気インピーダンスセンサチップを、３角柱に取り付けて形成した磁気センサ素子の例を示す図。
【図２８】図２７の磁気センサ素子のコイルでの、ボビン通電電流１０ｍＡでの巻数と磁気バイアスの特性図。
【図２９】１μｍ以下の非磁性片の導体膜によって磁性体パターンの折り返し部分を接合する製造方法の説明図。
【図３０】１μｍ以下の非磁性片の導体膜によって接続されている磁性体パターンの折り返し部分の説明図。
【符号の説明】
１，１ａ  ，１ｂ    基板
１１，１１ａ，１１ｂ    プリント基板
２，２ａ，２ｂ，２１，２１ａ    磁性体パターン
３，３ａ，３ｂ，３１    導体パターン
３ａ，３ｂ    両端
４，４ａ，４ｂ，４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ    電極
５    回路実装部
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６１，６１ａ    巻線コイル
７，７ａ，７ｂ    センサ電極
８，８ａ，８ｂ    プリント基板電極
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９１    導電接着剤
１０，１０ａ    磁気センサ部
１２    スルホール
１３    ポリイミドフイルム
１４，１４ａ    絶縁保護膜
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ    磁気インピーダンスセンサチップ
２２    磁性コア
４２    電極パット
４３    半田
１１０    ガラス基板
１２０    ハード磁性膜
１３０，１６０，１８０    層間絶縁膜
１４１    磁性片
１４２    非磁性片
１７０    渦巻きコイル層
２００    電極パット盛り上げ部
２１０    保護膜
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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