(57)【要約】【課題】小型、軽量でかつローコストに製造可能な、磁気素子を備えた磁気デバイスおよびその製造方法を提供する。【解決手段】第一基板１１には、第一基板１１の一面１１ａから他面１１ｂに向けて貫通し、第一導電層２１と磁気素子１４の電極パッド２３ａ，２３ｂとを電気的に接続する第一連結部２５が形成されている。第三基板１３は、磁気素子１４を収容する第一収納部２６ａと、ドライバチップ１５を収容する第二収納部２６ｂとが形成されている。また、第三基板１３の一面１３ａと他面１３ｂとの間を貫通し、第一導電層２１と第二導電層２２とを電気的に接続する第二連結部２７が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電層を有する第一基板と、第二導電層を有する第二基板と、前記第一基板と第二基板との間に配された磁気素子とを備えた磁気デバイスであって、
前記第一導電層と前記磁気素子とを電気的に接続する、導電ペーストからなる第一連結部と、前記第一導電層と前記第二導電層とを電気的に接続する、導電ペーストからなる第二連結部とを備え、前記第一導電層、前記第二導電層および前記第二連結部により、前記磁気素子を包み込むようにコイル形状を構成したことを特徴とする磁気デバイス。
【請求項２】
前記第一基板と前記第二基板との間に第三基板が配され、前記第三基板は、前記磁気素子を収める第一収納部を備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気デバイス。
【請求項３】
前記磁気素子と電気的に接続されたドライバチップを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気デバイス。
【請求項４】
前記ドライバチップは、前記第一基板と第二基板との間に配されたことを特徴とする請求項３に記載の磁気デバイス。
【請求項５】
前記第三基板は前記ドライバチップを収める第二収納部を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の磁気デバイス。
【請求項６】
前記ドライバチップは、前記第一基板または第二基板の外側に、前記磁気素子と少なくとも一部が重なるように配されたことを特徴とする請求項３に記載の磁気デバイス。
【請求項７】
第一基板に第一導電層を形成する工程と、第二基板に第二導電層を形成する工程と、前記第一基板と第二基板の間に磁気素子を配し、この磁気素子と前記第一導電層とを導電ペーストからなる第一連結部によって電気的に接続する工程と、前記第一導電層と第二導電層とを導電ペーストからなる第二連結部によって電気的に接続する工程とを備えたことを特徴とする磁気デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にインダクタを備えた磁気デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コスト低減やチップ部品の削減を目的に、磁気インピーダンス素子等のセンサ素子を、例えば半導体などの基板に集積化したものが提案されている。このような磁気インピーダンス素子を磁気センサとして利用する際には、インピーダンス変化の特性に起因して、磁気インピーダンス素子に対してバイアス磁界を印加することが必要である。
【０００３】
磁気インピーダンス素子に対してバイアス磁界を印加する手段としては、例えば、磁気インピーダンス素子の近傍に磁石を配置することが考えられる（特許文献１）。しかし、こうした磁石によるバイアス磁界の印加は、個々の磁石によって磁界強度が一定せず、安定して一定値のバイアス磁界を印加することが困難なために、磁気センサに適用するには課題がある。
【０００４】
一方、磁気インピーダンス素子に対して、一定の強度で安定してバイアス磁界を印加する手段として、磁気インピーダンス素子の近傍にスパイラル状やコイル状の導電層を形成し、この導電層に通電することによって、バイアス磁界を発生させる方法も知られている（特許文献２）。特に、コイル状の導電層の巻き線中心軸に沿って磁気インピーダンス素子を配置した磁気センサは、磁気インピーダンス素子に対して強いバイアス磁界を安定して印加できる特性から、高精度な磁気センサとして好適である。
【特許文献１】特開２００２−４３６４９号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、磁気インピーダンス素子に対してバイアス磁界を印加するために、コイル状の磁場印加手段を形成する場合、３次元的に広がる導電層を形成する必要があり、こうしたコイル状の磁場印加手段を、特に半導体などの基板に集積化して形成しようとすると、デバイス全体の外形が大きくなってしまったり、コイル状の導電層の基板内での実装形態が大きく制限されるといった課題があった。
【０００６】
本発明は、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、小型、軽量でかつローコストに製造可能な、磁気素子を備えた磁気デバイスおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の磁気デバイスは、第一導電層を有する第一基板と、第二導電層を有する第二基板と、前記第一基板と第二基板との間に配された磁気素子とを備えた磁気デバイスであって、前記第一導電層と前記磁気素子とを電気的に接続する、導電ペーストからなる第一連結部と、前記第一導電層と前記第二導電層とを電気的に接続する、導電ペーストからなる第二連結部とを備え、前記第一導電層、前記第二導電層および前記第二連結部により、前記磁気素子を包み込むようにコイル形状を構成したことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の磁気デバイスは、請求項１において、前記第一基板と前記第二基板との間に第三基板が配され、前記第三基板は、前記磁気素子を収める第一収納部を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の磁気デバイスは、請求項１において、前記磁気素子と電気的に接続されたドライバチップを更に備えたことを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の磁気デバイスは、請求項３において、前記ドライバチップは、前記第一基板と第二基板との間に配されたことを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の磁気デバイスは、請求項４において、前記第三基板は前記ドライバチップを収める第二収納部を更に備えたことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の磁気デバイスは、請求項３において、前記ドライバチップは、前記第一基板または第二基板の外側に、前記磁気素子と少なくとも一部が重なるように配されたことを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の磁気デバイスの製造方法は、第一基板に第一導電層を形成する工程と、第二基板に第二導電層を形成する工程と、前記第一基板と第二基板の間に磁気素子を配し、この磁気素子と前記第一導電層とを導電ペーストからなる第一連結部によって電気的に接続する工程と、前記第一導電層と第二導電層とを導電ペーストからなる第二連結部によって電気的に接続する工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の磁気デバイスによれば、第一基板と第二基板との間に磁気素子を収め、かつ、この磁気素子の周りにコンパクトなコイル形状の導電層を形成することができる。よって、磁気素子に対して安定して強いバイアス磁界を印加でき、小型、軽量でかつローコストに製造可能な磁気デバイスを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る磁気デバイスの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。図１は、本発明の磁気デバイスの一例を示す分解斜視図である。また、図２（ａ）は図１に示す鎖線ａ−ａでの断面図、図２（ｂ）は図１に示す鎖線ｂ−ｂでの断面図である。磁気デバイス１０は、第一基板１１と、第二基板１２と、この第一基板１１と第二基板１２との間に配された磁気素子１４とを有する。また、第一基板１１と第二基板１２との間には、ドライバチップ１５が更に配されるとともに、これら磁気素子１４やドライバチップ１５を収容する第三基板１３が更に配されていれば良い。
【００１０】
第一基板１１の一面１１ａには、第一導電層２１が形成されている。また、第二基板１２の一面１２ａには、第二導電層２２が形成されている。磁気素子１４は、例えば非磁性基板１４ａの表面に、軟磁性膜１４ｂをメアンダ状に形成したものであり、軟磁性膜１４ｂの両端には、電極パッド２３ａ，２３ｂが形成されている。このような磁気素子１４は、バイアス磁界が印加された際に、磁界の大きさに応じて、出力信号が変化する。
ドライバチップ１５は、磁気素子１４を制御する集積回路であり、表面に電極パッド２４ａ，２４ｂが形成されている。
【００１１】
第一基板１１には、第一基板１１の一面１１ａから他面１１ｂに向けて貫通し、第一導電層２１と磁気素子１４の電極パッド２３ａ，２３ｂとを電気的に接続する、導電ペーストからなる第一連結部２５が形成されている。
【００１２】
第三基板１３は、磁気素子１４を収容する第一収納部２６ａと、ドライバチップ１５を収容する第二収納部２６ｂとが形成されている。また、第三基板１３の一面１３ａと他面１３ｂとの間を貫通し、第一導電層２１と第二導電層２２とを電気的に接続する、導電ペーストからなる第二連結部２７が形成されている。
【００１３】
このような第一導電層２１と第二導電層２２とが第二連結部２７によって電気的に接続されることで、図３の模式図に示すように、磁気素子１４の周囲を包み込むコイル形状のバイアス磁界発生回路２８が形成される。こうしたバイアス磁界発生回路２８の両端の電極パッド２８ａ，２８ｂに通電することで、バイアス磁界発生回路２８に磁界が生じ、バイアス磁界発生回路２８のコイル形状の中心に配された磁気素子１４に対してバイアス磁界が印加される。
【００１４】
このような構成の磁気デバイス１０によれば、第一基板１１と第二基板１２との間に磁気素子１４を収め、かつ、この磁気素子１４の周りにコンパクトなコイル形状のバイアス磁界発生回路２８を形成することができる。よって、磁気素子に対して安定して強いバイアス磁界を印加でき、小型、軽量でかつローコストに製造可能な磁気デバイスを実現できる。
【００１５】
第一基板１１には、第一基板１１の一面１１ａから他面１１ｂに向けて貫通し、第一導電層２１とドライバチップ１５の電極パッド２４ａ，２４ｂとを電気的に接続する第三連結部２９が更に形成されていてもよい。また、第一導電層２１の端部を第二基板１２に向けて導く第四連結部３１が更に形成されていてもよい。
【００１６】
第一基板１１は、例えばポリイミドなどの絶縁性樹脂から形成されていれば良い。第一基板１１に形成される第一導電層２１は、第一基板１１の一面１１ａとは反対側の他面１１ｂに形成されていても良い。第一導電層２１は、例えば、銅、アルミニウム、金などの導電性に優れた材料から形成されていれば良い。
【００１７】
磁気素子１４を構成する軟磁性膜１４ｂは、例えば、アモルファス軟磁性であればよい。また、こうした軟磁性膜１４ｂの形状は、メアンダ形状以外にも、磁場を高精度に検出可能な形状であれば、どのような形状に形成されていても良い。第一連結部２５や第二連結部２７は、導電性金属の微粉末を接着性のある媒体に分散させた導電ペーストであればよい。
【００１８】
上述した実施形態では、第三基板１３を挟んで第一基板１１と第二基板１２とは、こうした接着性のある導電ペーストからなる第一連結部２５や第二連結部２７によって接合されているが、これ以外にも、第一基板１１と第三基板１３との間、および第三基板１３と第二基板１２との間に接着剤などによる接着層を形成することによって、各基板間を接合する構成であっても良い。
【００１９】
第二基板１２は、例えばポリイミドなどの絶縁性樹脂から形成されていれば良い。第二基板１２に形成される第二導電層２２は、第二基板１２の一面１２ａとは反対側の他面１２ｂに形成されていても良い。第二導電層２２は、例えば、銅、アルミニウム、金などの導電性に優れた材料から形成されていれば良い。
【００２０】
ドライバチップ１５は、上述した実施形態においては第三基板１３に形成された第二収納部２６ｂに配されているが、ドライバチップ１５の配置位置はこうした第一基板１１と第二基板１２との間に限定されるものではない。例えば、図４（ａ）に示すように、ドライバチップ４１を第一基板４２の一面４２ａ上に、絶縁層４３を介して配し、少なくとも一部を磁気素子４５と重なるようにすれば、第三基板４４にドライバチップ４１の収納部を形成する必要がなくなる。
【００２１】
このため、図４（ｂ）に示すように、第三基板１３にドライバチップ１５を収容する第二収納部２６ｂを形成し、この第二収納部２６ｂにドライバチップ１５を配した磁気デバイス１０の幅Ｄ２と比べて、図４（ａ）に示すように、ドライバチップ４１を第一基板４２の一面４２ａの上に配した磁気デバイス４０の幅Ｄ１は、ドライバチップ１５の第二収納部２６ｂに相当する面積分だけ小さくすることができる。
【００２２】
次に、本発明に係る磁気デバイスの製造方法の一例を図１を参照して説明する。まず、第一基板１１の第一連結部２５や第三連結部２９が形成される位置にレーザーなどによって貫通孔を形成する。また、第一基板１１や第三基板１３の第二連結部２７が形成される位置にも、レーザーなどによって貫通孔を形成する。なお、第三基板１３には、予め、磁気素子１４を収容する第一収納部２６ａや、ドライバチップ１５を収容する第二収納部２６ｂを開口として形成しておけばよい。
【００２３】
そして、これら貫通孔を埋めるように、第一基板１１や第三基板１３に導電ペーストを印刷し、第１〜３の連結部２５，２７，２９を形成する。また、第一基板１１の１面１１ａに所定の形状に導電ペーストを塗布し、第一導電層２１を形成する。更に、第二基板１２にも、所定の形状に導電ペーストを印刷し、第二導電層２２を形成する。
【００２４】
そして、磁気素子１４やドライバチップ１５を第一基板１１と第二基板１２との間に配置して、第三基板１３を挟んで第一基板１１と第二基板１２とを加熱プレスにより接合することによって、簡易な工程でローコストに本発明の磁気デバイス１０を製造することができる。なお、第１〜第三基板１１〜１３どうしは、導電ペーストに含まれている接着性の媒質によって接合されていれば良く、また、各基板間に特に接着剤を塗布するなどして接着層を形成して接合しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の磁気デバイスの一例を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示す鎖線ａ−ａでの断面図、（ｂ）は図１に示す鎖線ｂ−ｂでの断面図である。
【図３】コイル形状のバイアス磁界発生回路を示す模式図である。
【図４】本発明の磁気デバイスの他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  磁気デバイス、１１  第一基板、１２  第二基板、１３  第三基板、１４磁気素子、１５  ドライバチップ、２１  第一導電層、２２  第二導電層、２５  第一連結部、２７  第二連結部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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