(57)【要約】【課題】  広域な外部磁界に対し優れた集磁性を有しており、微弱な外部磁界に関しても高感度に検出可能な磁気検出装置を提供する。【解決手段】  磁気検出装置１は、外部磁界に対しインピーダンス変化として電気的に応答する磁気検出部２と、コバルトアモルファスリボンを用いて構成され、磁気検出部２の両端に設けることにより外部磁界を集磁する効果を有する集磁部３と、磁気検出部２と集磁部３の基台となるＳｉ基板４と、磁気検出部２と集磁部３とＳｉ基板４とを封止固定するための封止樹脂５とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界を検出するＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子からなる磁気検出部と、
前記ＭＩ素子が前記外部磁界に反応する方向に沿って、前記ＭＩ素子の両端に近接して設置され、高透磁率材料からなる集磁部とを有することを特徴とする磁気検出装置。  
【請求項２】
外部磁界を検出するＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子からなる磁気検出部と、
前記ＭＩ素子が前記外部磁界に反応する方向に沿って、前記ＭＩ素子の両端に近接して対称構造にて設置され、高透磁率材料からなる集磁部とを有することを特徴とする磁気検出装置。
【請求項３】
前記ＭＩ素子と前記集磁部との距離は２．０ｍｍ以内であり、前記ＭＩ素子と前記集磁部の厚さ方向の中心軸ずれは０．１ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気検出装置。
【請求項４】
前記集磁部は、前記高透磁率材料を複数積層して形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気検出装置。
【請求項５】
前記高透磁率材料は、コバルトアモルファスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気検出装置。
【請求項６】
前記高透磁率材料は、フェライトからなることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗素子と感度向上のために設置される集磁部とで構成される、磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、ＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ-Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子を使用した磁気検出素子が知られている。ＭＩ素子は、微小な外部磁界の変化に基づいてインピーダンスが変化する特性を有し、ある物質の磁気状態を電圧の出力信号として検出する磁気抵抗素子として、パーソナルコンピュータの記憶装置内に設置され、記録磁化を読み取る磁気ヘッド等の用途が見込まれている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この磁気検出素子は、非磁性基板と、非磁性基板上に設けられた高透磁率磁性膜によるＭＩ素子と、ＭＩ素子が磁気反応する方向においてＭＩ素子の両端に設けられ、記憶媒体の記録磁化による磁束をＭＩ素子に導く効果をもつ高透磁率磁性膜とを有する。
【０００４】
この磁気検出素子によると、ＭＩ素子の両端に設けられた高透磁率磁性膜のうち、記録磁化読取り側に設けられた高透磁率磁性膜は、先端が絞りこまれた形状を有し、局所的に生じる微小な記録磁化を高い分解能で検出することができる。
【特許文献１】特開平８−３３０６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の磁気検出素子によると、ＭＩ素子の一端に設けられた高透磁率磁性膜は、局所的な磁界を検出するために先端が絞り込まれた特別な形状をしており、また他端に設けられた高透磁率磁性膜は、ＭＩ素子の感度を補うために設置され、二つの高透磁率磁性膜はＭＩ素子に対して非対称となるため、広域な外部磁界を検出するには集磁性が十分でないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、広域な外部磁界に対し優れた集磁性を有しており、微弱な外部磁界に関しても高感度に検出可能な磁気検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するため、外部磁界を検出するＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子からなる磁気検出部と、前記ＭＩ素子が前記外部磁界に反応する方向に沿って、前記ＭＩ素子の両端に近接して設置され、高透磁率材料からなる集磁部とを有することを特徴とする磁気検出装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は上記目的を達成するため、外部磁界を検出するＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子からなる磁気検出部と、前記ＭＩ素子が外部磁界に反応する方向に沿って、前記ＭＩ素子の両端に近接して対称構造にて設置され、高透磁率材料からなる集磁部とを有することを特徴とする磁気検出装置を提供する。
【０００９】
前記ＭＩ素子と前記集磁部との距離は２．０ｍｍ以内であり、前記ＭＩ素子と前記集磁部の厚さ方向の中心軸ずれは０．１ｍｍ以内であることが好ましい。
【００１０】
前記集磁部は、前記高透磁率材料を複数積層して形成されていてもよい。
【００１１】
前記高透磁率材料は、コバルトアモルファスを使用して構成してもよい。
【００１２】
前記高透磁率材料は、フェライトを使用して構成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広域な外部磁界に対し優れた集磁性を有しており、微弱な外部磁界に関しても高感度に検出可能な磁気検出装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の磁気検出装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。
【００１５】
（磁気検出装置の構成）
図１は本発明の実施の形態に係る磁気検出装置の概略構成図である。
【００１６】
この磁気検出装置１は、外部磁界に対しインピーダンス変化として電気的に応答する磁気検出部２と、コバルトアモルファスリボンを用いて構成され、磁気検出部２の両端に設けることにより外部磁界を集磁する効果を有する集磁部３と、磁気検出部２と集磁部３の基台となるＳｉ基板４と、磁気検出部２と集磁部３とＳｉ基板４とを封止固定するための封止樹脂５とを有する。なお、封止樹脂５は必ずしも透明である必要はないが、内部構造を説明するため、透明なものを使用する。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態に関する磁気検出装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部における断面図である。
【００１８】
図２（ａ）と（ｂ）に示すように、磁気検出部２は、Ｓｉ基板４の表面上につづら折れ状にパターン形成されたＭＩ素子２０と、ＭＩ素子２０を外部と電気的に接続するため、またＭＩ素子２０どうしを電気的に接続するためのＡｌからなる電極２１とを有する。また、磁気検出部２と集磁部３はＳｉＯ２によるパッシベーション膜２２により電気的に絶縁されている。
【００１９】
磁気検出装置１は、ＭＩ素子２０と集磁部３の間隔がＤ１となるように両者を設置している。また、ＭＩ素子２０と集磁部３の厚み方向の中心軸ずれＤ２が０になるようにＳｉ基板４に段部を形成している。
【００２０】
また、ＭＩ素子２０は約１μｍの厚みを有する。集磁部３は、長さ１２．５ｍｍ、幅１．２ｍｍ、厚さ２０μｍの形状のものを使用する。パッシベーション膜２２は約０．５μｍの厚さを有する。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｆ）は磁気検出装置の製造工程を示す断面図である。なお、図２（ａ）のＡ−Ａ部断面における工程を示している。
【００２２】
まず、（ａ）に示すように、板状のＳｉ基板４を用意する。次に（ｂ）に示すように、ＣｏＮｂＺｒ等の高透磁率材料からなるＭＩ素子２０をＳｉ基板４上に高周波スパッタリング成膜法によって形成する。次に（ｃ）に示すように、Ａｌからなる電極２１をスパッタリングによって形成し、ＭＩ素子２０と電気的に接続する。このＭＩ素子２０と電極２１は磁気検出部２を構成する。次に（ｄ）に示すように、Ｓｉ基板をエッチングすることにより集磁部３を位置決めして取り付けるための段部を形成する。次に（ｅ）に示すように、ＭＩ素子２０と集磁部３の電気的絶縁、またＭＩ素子２０の保護のためにパッシベーション膜２２を形成する。以上の工程により、Ｓｉ基板４上に複数個のＭＩ素子２０、電極２１およびパッシベーション膜２２が形成される。次に（ｆ）に示すように、各々の磁気検出部２をダイシングにより切り離す。
【００２３】
図４（ａ）〜（ｂ）は磁気検出装置の製造工程を示す断面図である。なお、図２（ａ）のＡ−Ａ部断面における工程を示している。
【００２４】
（ａ）に示すように、図３の工程において作成された素子において、集磁部３をＳｉ基板の段部に取り付ける。次に（ｂ）に示すように、全体を封止樹脂５により封止固定することにより磁気検出装置１が構成される。
【００２５】
（磁気検出装置の動作）
以下に、本発明の実施の形態における磁気検出装置の動作を図１から図５を参照しつつ説明する。
【００２６】
磁気検出部２の両端に設けられた集磁部３は、集磁部３の外側の一端から外側の他端にかけて磁気検出部２を貫くように磁束を集磁する。磁気検出部２のＭＩ素子２０は長手方向にて集磁された磁束に反応し、インピーダンス変化により電気的な信号として出力する。
【００２７】
図５（ａ）は、ＭＩ素子と集磁部の距離Ｄ１と、磁気検出装置の感度変化率との関係における特性を示すグラフ、（ｂ）は、ＭＩ素子と集磁部の厚みに関する中心軸ずれＤ２と、磁気検出装置の感度変化率との関係における特性を示すグラフ、（ｃ）は、集磁部の有無に関し、ＭＩ素子のインピーダンス特性を示すグラフである。
【００２８】
図５（ａ）に示すように、ＭＩ素子２０の端と集磁部３の端との距離Ｄ１が大きくなるに従い、集磁部３がないときのインピーダンスＲ０に対する感度変化率Ｒμ／Ｒ０は減少していくことを確認している。上記の結果より、Ｄ１がおよそ２．０ｍｍ以下の場合に集磁部３は有効であるといえる。
【００２９】
また図５（ｂ）に示すように、ＭＩ素子２０の厚さ方向の中心軸と集磁部３の厚さ方向の中心軸とのずれＤ２が大きくなるに従い、集磁部３がないときのインピーダンスＲ０に対する感度変化率Ｒμ／Ｒ０は減少していくことを確認している。上記の結果より、Ｄ２がおよそ０．１ｍｍ以下の場合に集磁部３は有効であるといえる。
【００３０】
また図５（ｃ）に示すように、集磁部３にコバルトアモルファスリボンを１枚使用した場合のＭＩ素子２０のインピーダンス特性Ｒ１は、Ｄ１が３０μｍ、Ｄ２が０ｍｍとしたとき、集磁部３が無い場合のＭＩ素子２０のインピーダンス特性Ｒ０に比べ、外部磁界に関して約２倍の感度を有することを確認している。
【００３１】
（発明の実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、磁気検出装置１は、ＭＩ素子２０と集磁部３とを所定範囲内の位置関係に配置することで、広域な外部磁界に対し高感度に磁気検出することが可能になる。
【００３２】
また、磁気検出装置１は、集磁部３にコバルトアモルファスを使用したことにより、１００ｋＨｚ以上の周波数の磁界を集磁しないため、高周波を使用する電子機器等に搭載する場合に高周波フィルターを必要とせず部品点数減となり、構成を単純かつ小型にすることができる。
【００３３】
また、コバルトアモルファスは選択度Ｑを持たず１００ｋＨｚ以下においてフラットな周波数特性を有するため、金属ケースを使用した電子機器等に搭載することが可能になる。また、コバルトアモルファスは柔軟性を有しており、搭載機器の形状に合わせて集磁部３を変形させて設置することが可能になる。
【００３４】
なお、集磁部３にフェライトを使用しても良い。ただし、フェライトを使用する場合は、有効な集磁性を得るために０．５ｍｍ以上の厚みを必要とする。フェライトは選択度Ｑを持たず１ＭＨｚ以下においてフラットな周波数特性を有するため、より広範囲の周波数域の磁界および電波を検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気検出装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に関する磁気検出装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部における断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は磁気検出装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は磁気検出装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）は、ＭＩ素子と集磁部の距離Ｄ１と、磁気検出装置の感度変化率との関係における特性を示すグラフ、（ｂ）は、ＭＩ素子と集磁部の厚みに関する中心軸ずれＤ２と、磁気検出装置の感度変化率との関係における特性を示すグラフ、（ｃ）は、集磁部の有無に関し、ＭＩ素子のインピーダンス特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１…磁気検出装置
２…磁気検出部
３…集磁部
４…Ｓｉ基板
５…封止樹脂
２０…ＭＩ素子
２１…電極
２２…パッシベーション膜
【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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