(57)【要約】【課題】高温・高湿の環境下または高電圧を印加した場合であっても、中点電位の変動を良好に抑制させることを可能とする。【解決手段】アルカリ金属を含有する感光性ガラス基板１１が、磁性膜１２に向かうアルカリ金属の拡散を抑制する中点電位安定化部材を含み、その中点電位安定化部材を、アルカリ金属を水素（Ｈ）にプロトン交換し、または感光性ガラス基板１１の本体部と磁性膜１２との間に介在させた拡散抑制膜から形成することによって、感光性ガラス基板１１中のアルカリ金属の拡散を抑制し、中点電位の変動を低減させたもの。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属を含有する感光性ガラス基板上にパターン状をなすようにして磁性膜が形成され、当該磁性膜の磁気抵抗変化に基づいて検出出力を得るようにした磁気抵抗素子において、
上記感光性ガラス基板は、当該感光性ガラス基板から前記磁性膜に向かって拡散する前記アルカリ金属のイオンの流れを抑制する中点電位安定化部材を含むように形成されていることを特徴とする磁気抵抗素子。
【請求項２】
前記中点電位安定化部材は、前記感光性ガラス基板に含有されるアルカリ金属が、水素（Ｈ）にプロトン交換されることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗素子。
【請求項３】
前記プロトン交換は、安息香酸誘導体を用いたものであることを特徴とする請求項２記載の磁気抵抗素子。
【請求項４】
前記中点電位安定化部材は、前記感光性ガラス基板の本体部と前記磁性膜との間に介在された拡散抑制膜からなることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗素子。
【請求項５】
前記拡散抑制膜が、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２またはＴａ２Ｏ５から形成されていることを特徴とする請求項４記載の磁気抵抗素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ金属を含有する感光性ガラス基板上にパターン状をなす磁性膜が形成された磁気抵抗素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁気式エンコーダやモータの回転検出等において、基板上に磁気抵抗体を備えた磁気抵抗素子が広く用いられている。そして、そのような磁気抵抗素子の基板として、感光性のガラス基板が採用されているとともに、磁気抵抗体として、例えばニッケル−鉄（Ｎｉ−Ｆｅ）、ニッケル−コバルト（Ｎｉ−Ｃｏ）等の強磁性薄膜が用いられている。
【０００３】
一方、アルカリ金属を含有する感光性ガラス基板を用いた磁気抵抗素子では、例えば図６に示されているように、感光性ガラス基板１の上に強磁性材からなる磁気抵抗体２が適宜のパターン形状をなすように形成されている。その磁気抵抗体２の一端部には電源電圧Ｖｃｃが印加されるとともに、磁気抵抗体２の他端部がグランドＧＮＤに落とされ、さらに上記磁気抵抗体２の中点部から検出信号が取り出されるようになっている。このとき、磁化されないときの磁気抵抗体２における上記中点部を境にした両側の各抵抗値をＲ１，Ｒ２とすると、Ｒ１＝Ｒ２に設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したようにアルカリ金属を含有する感光性ガラス基板は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのイオン化傾向の高い物質を含んでいるため、電圧を印加したときに、それらのナトリウムやカリウムなどが電極に吸い寄せられていき、磁気抵抗素子の電気抵抗Ｒ１，Ｒ２の値が偏って変化することによって上述した中点電位が変動するという問題がある。特に、高い温度条件、例えば５０℃以上のもとで、高い電圧、例えば１０数ボルトを長時間にわたって印加すると、上述した中点電位は、例えば図７に示されているように容易に変動してしまい不安定化を招来する。このような中点電位の変動現象は、高湿度中でも生じることから、環境の変化で同様の現象が生じることとなる。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題点を解消し、高温・高湿の環境下、または高電圧を印加した場合であっても、中点電位の変動を良好に抑制させることができるようにした磁気抵抗素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の請求項１にかかる磁気抵抗素子では、アルカリ金属を含有する感光性ガラス基板が、当該感光性ガラス基板から磁性膜に向かって拡散するアルカリ金属のイオンの流れを抑制する中点電位安定化部材を含むように形成され、このとき請求項２にかかる磁気抵抗素子では、上記請求項１における中点電位安定化部材が、感光性ガラス基板に含有されるアルカリ金属を水素（Ｈ）にプロトン交換することにより形成され、さらに請求項４にかかる磁気抵抗素子では、上記請求項１における中点電位安定化部材が、感光性ガラス基板の本体部と磁性膜との間に介在された拡散抑制膜からなる。
【０００７】
このような構成を有する請求項１または請求項２または請求項４にかかる磁気抵抗素子によれば、プロトン交換や拡散抑制膜等により形成された中点電位安定化部材によって、感光性ガラス基板中のアルカリ金属の拡散が抑制されることとなり、中点電位の変動が低減されるようになっている。
【０００８】
また、本発明の請求項３にかかる磁気抵抗素子では、請求項２におけるプロトン交換が安息香酸誘導体を用いたものであることから、プロトン交換が容易かつ確実に行われることとなる。
【０００９】
さらに、本発明の請求項５にかかる磁気抵抗素子では、請求項４における拡散抑制膜がＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２またはＴａ２Ｏ５からなることから、拡散抑制膜が容易かつ確実に形成されることとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示された実施形態における磁気抵抗素子の感光性ガラス基板１１の表面には、前述した従来のものと同様なセンサ部として、Ｎｉ−Ｃｏ等の強磁性体からなる磁性膜（磁気抵抗体）１２が適宜のパターン形状をなすように形成されている。
【００１１】
上記磁性膜１２の両端部および中点部にそれぞれ形成された端子部には、上記ガラス基板１１を厚さ方向に貫通するスルーホール１３が、上記感光性ガラス基板１１の特性を利用して形成されている。それらの各スルーホール１３の内部には、適宜の材質の導電材が充填されており、それによって上記ガラス基板１１の表裏に至る導電部１４が形成されている。そして、それらの各導電部１４の表面側（図示上面側）を覆うようにして、上述した磁性膜（磁気抵抗体）１２が形成されているとともに、上記導電部１４の裏面側（図示下面側）には、当該導電部１４を覆うようにして電極板１５が固定されており、その電極板１５によって端子部が形成されている。
【００１２】
このとき、上記感光性ガラス基板１１は、少なくとも当該感光性ガラス基板１１と前記磁性膜（磁気抵抗体）１２との境界部分に、中点電位安定化部材を含むように形成されている。すなわち、上述したように上記感光性ガラス基板１１には、Ｌｉ（リチウム）やＫ（カリウム）などのアルカリ金属が含有されているが、その感光性ガラス基板１１から前記磁性膜１２に向かって拡散するアルカリ金属のイオンの流れを中点電位安定化部材により抑制する構成になされている。
【００１３】
この中点電位安定化部材としては、例えば上記感光性ガラス基板１１に含有されるＬｉ（リチウム）やＫ（カリウム）などのアルカリ金属を、水素（Ｈ）にプロトン交換した構成が採用される。プロトン交換そのものは、例えば特許第２７８９９４１号等において採用された公知の手法であり、例えば図２（ａ）に示されているように、処理容器２１内に貯留された安息香酸誘導体の水溶液２２中に、上記感光性ガラス基板１１の素材２３を埋没させるようにして漬け込み、次いで、図２（ｂ）に示されているように、ヒータ２４を用いて適宜の温度および時間条件にて加熱した後、図２（ｃ）に示されているようにして上記処理容器２１から上記感光性ガラス基板１１の素材２３を取り出すことにより容易に行われる。
【００１４】
このような本発明の実施形態によれば、上記感光性ガラス基板１１中のアルカリ金属がプロトン交換により中点電位安定化部材になされていることから、そのアルカリ金属の磁性膜（磁気抵抗体）１２への拡散、つまりイオン流が中点電位安定化部材によって抑制されることとなり、その結果、中点電位の変動が良好に低減されるようになっている。
【００１５】
例えば、上述した実施形態にかかる磁気抵抗素子に対して、磁化されないときの磁性膜（磁気抵抗体）１２の中点電位を実際に計測してみたところ、例えば図３に示されているように、従来品（図７参照）に比して、当該中点電位の変動量は、約１／５程度に低減されることが判明した。
【００１６】
特に、上述した実施形態では、アルカリ金属のプロトン交換を、安息香酸誘導体２２を用いて行っていることから、プロトン交換が容易かつ確実に行われるようになっている。
【００１７】
一方、上述した感光性ガラス基板１１の中点電位安定化部材は、図４に示されているように、感光性ガラス基板１１の本体部と、磁性膜（磁気抵抗体）１２との間に介在された拡散抑制膜（パッシベーション膜）３１から形成することも可能である。この拡散抑制膜（パッシベーション膜）３１は、上記感光性ガラス基板１１に含有されるアルカリ金属の磁性膜１２への拡散を阻止する素材から形成されており、例えばＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２またはＴａ２Ｏ５を蒸着またはスパッタリングなどにより成膜した構成が採用される。
【００１８】
このような実施形態にかかる磁気抵抗素子に対して、磁化されないときの磁性膜１２の中点電位を実際に計測してみたところ、例えば、図５に示されているように、従来品（図７参照）に比して、当該中点電位の変動が約１／２〜１／５程度に低減されることが判明した。
【００１９】
このとき、特に上述した実施形態では、拡散抑制膜３１として、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２またはＴａ２Ｏ５を採用していることから、拡散抑制膜が容易かつ確実に形成されるようになっている。
【００２０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもない。
【００２１】
例えば、上述した実施形態は、磁性膜１２の電極部を感光性ガラス基板１１にスルーホール１３を形成して設けているが、磁性膜１２の上に電極部を設けるようにした構造のものに対しても、本発明は同様に適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１にかかる磁気抵抗素子は、アルカリ金属を含有する感光性ガラス基板が、磁性膜に向かうアルカリ金属の拡散を抑制する中点電位安定化部材を含み、そのとき特に請求項２にかかる磁気抵抗素子は、中点電位安定化部材が感光性ガラス基板に含有されるアルカリ金属を水素（Ｈ）にプロトン交換したものからなり、請求項４にかかる磁気抵抗素子は、中点電位安定化部材が感光性ガラス基板の本体部と磁性膜との間に介在させた拡散抑制膜からなるものであって、プロトン交換または拡散抑制膜により形成された中点電位安定化部材によって、感光性ガラス基板中のアルカリ金属の拡散を抑制し、中点電位の変動を低減させたものであるから、高温・高湿の環境下または高電圧を印加した場合であっても、中点電位の変動を良好に抑制させることができ、簡易な構成で磁気抵抗素子の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の請求項３にかかる磁気抵抗素子は、上記請求項２におけるプロトン交換に安息香酸誘導体を用いてプロトン交換を容易かつ確実に行われるように構成したものであるから、上述した効果に加えて生産性の向上を図ることができる。
【００２４】
さらに、本発明の請求項５にかかる磁気抵抗素子は、上記請求項４における拡散抑制膜にＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２またはＴａ２Ｏ５を用いて、拡散抑制膜を容易かつ確実に形成したものであるから、上述した効果に加えて生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する磁気抵抗素子の概略構造を表した部分拡大縦断面説明図である。
【図２】図１に表した磁気抵抗素子に用いられている感光性ガラス基板に対するプロトン交換の工程の一部を模式的に表した側面説明図である。
【図３】本発明を適用した図１にかかる磁気抵抗素子における磁気抵抗体の中点電位を時間の経過に従って計測した結果を表した線図である。
【図４】本発明を適用する磁気抵抗素子の他の概略構造を表した部分拡大縦断面説明図である。
【図５】本発明を適用した図４にかかる磁気抵抗素子における磁気抵抗体の中点電位を時間の経過に従って計測した結果を表した線図である。
【図６】一般の磁気抵抗素子の概略構造を表した平面説明図である。
【図７】図５にかかる従来の磁気抵抗素子における磁気抵抗体の中点電位を時間の経過に従って計測した結果を表した線図である。
【符号の説明】
１１  ガラス基板
１２  磁性膜
１５  電極板
【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】
2004311661.tif 000007
【図６】
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【図７】
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