(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板の一面に形成した磁性薄膜の両端部に電極が設けられ、前記非磁性基板がバイアスコイルを巻回した巻枠に嵌合されて取り付けられており、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性膜が位置し、前記巻枠の両端部から突出した前記電極に絶縁基板の一面に形成した配線パターンがそれぞれ接続されているとともに、前記巻枠に設けられたコイル端子に前記バイアスコイルが接続されていることを特徴とする磁気インピーダンス効果素子。
【請求項２】
前記巻枠の両端部に一対の鍔部を設け、前記絶縁基板に切欠部を形成し、この切欠部に前記一対の鍔部を嵌合させて、前記絶縁基板を前記巻枠に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の磁気インピーダンス効果素子。
【請求項３】
前記非磁性基板及び絶縁基板が嵌合された巻枠は回路基板に搭載されるものであって、前記コイル端子を前記巻枠から突出させ、この突出方向と同一方向に前記配線パターンを延出して設けた請求項２記載の磁気インピーダンス効果素子を備え、前記配線パターンと前記コイル端子とを前記回路基板に半田付けしたことを特徴とする磁気インピーダンス効果素子搭載回路基板。
【請求項４】
前記コイル端子を線状に設けた前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に突出させるとともに、前記配線パターンを前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に延出させ、前記磁性薄膜の長手方向に対して前記回路基板を略平行に配置したことを特徴とする請求項３に記載の磁気インピーダンス効果素子搭載回路基板。
【請求項５】
前記コイル端子を線状に設けた前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に突出させるとともに、前記配線パターンを前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に延出させ、前記磁性薄膜の長手方向に対して前記回路基板を略垂直に配置したことを特徴とする請求項３に記載の磁気インピーダンス効果素子搭載回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気インピーダンス効果を利用して外部磁界を検出する磁気インピーダンス効果素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気インピーダンス効果素子は、高い外部磁界検出感度を有しているため、磁気検出素子として自動車用方位センサやモータの回転センサ等に適用され始めている。図１６は、このような従来の磁気インピーダンス効果素子の構造を示す斜視図であって、この磁気インピーダンス素子３１は、非磁性基板３２が一対の配線パターン３３，３４を形成した絶縁基板３５に固定され、非磁性基板３２の一端面に形成された高い透磁率を有する磁性薄膜３６の長手方向両端部に設けられた電極３７，３８が上記一対の配線パターン３３，３４とそれぞれ半田３９によって接続されている。そして、非磁性基板３２には、絶縁基板３５を含めた形で交流バイアス磁界発生用のバイアスコイル４０が巻回されて装着され、その巻回部４０ａ内に磁性薄膜３６が位置した状態となっている。
【０００３】
このように構成された磁気インピーダンス効果素子３１は、磁性薄膜３６の長手方向が図示せぬ被検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置され、一対の配線パターン３３，３４を介して磁性薄膜３６にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、磁性薄膜３６の長手方向両端部間のインピーダンスが変化し、この変化を電気信号に変換して外部磁界Ｈの検出出力が得られるようになっている。
【０００４】
この高周波電流の通電時に、この高周波電流よりも低周波の交流電流をバイアスコイル４０に通電して磁性薄膜３６にバイアス磁界を印加すると、磁性薄膜３６の長手方向両端部間のインピーダンスの変化に線形性を持たせることができ、外部磁界Ｈの方向をも検知することが可能となる。
【０００５】
この磁気インピーダンス効果素子３１は、非磁性基板３２を絶縁基板３５に固定し、電極３７，３８と一対の配線パターン３３，３４とをそれぞれ半田３９によって接続した後、絶縁基板３５を含め非磁性基板３２にバイアスコイル４０を巻回して製造される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の磁気インピーダンス効果素子３１にあっては、磁性薄膜３６が非磁性基板３２の一端面に露出した状態になっているため、非磁性基板３２にバイアスコイル４０を巻回して装着する作業の際、バイアスコイル４０を巻回しているうちに、作業者の手指が磁性薄膜３６に触れ、これに断線等の損傷を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、磁性薄膜に損傷を与えることなく、非磁性基板にバイアスコイルを装着できる磁気インピーダンス効果素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の磁気インピーダンス効果素子は、非磁性基板の一面に形成した磁性薄膜の両端部に電極が設けられ、前記非磁性基板がバイアスコイルを巻回した巻枠に嵌合されて取り付けられており、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性膜が位置し、前記巻枠の両端部から突出した前記電極に絶縁基板の一面に形成した配線パターンがそれぞれ接続されているとともに、前記巻枠に設けられたコイル端子に前記バイアスコイルが接続されていることを最も主要な特徴としている。
【０００９】
また、上記構成において、前記巻枠の両端部に一対の鍔部を設け、前記絶縁基板に切欠部を形成し、この切欠部に前記一対の鍔部を嵌合させて、前記絶縁基板を前記巻枠に取り付けた。
【００１０】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子搭載回路基板は、上記磁気インピーダンス効果素子の構成における前記非磁性基板及び絶縁基板が嵌合された巻枠は回路基板に搭載されるものであって、前記コイル端子を前記巻枠から突出させ、この突出方向と同一方向に前記配線パターンを延出して設けた上記磁気インピーダンス効果素子を備え、前記配線パターンと前記コイル端子とを前記回路基板に半田付けした。
【００１１】
また、上記構成において、前記コイル端子を線状に設けた前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に突出させるとともに、前記配線パターンを前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に延出させ、前記磁性薄膜の長手方向に対して前記回路基板を略平行に配置した。
【００１２】
また、上記構成において、前記コイル端子を線状に設けた前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に突出させるとともに、前記配線パターンを前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に延出させ、前記磁性薄膜の長手方向に対して前記回路基板を略垂直に配置した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気インピーダンス効果素子の一実施形態を図１乃至図１２に基づいて説明する。
【００１４】
この磁気インピーダンス素子１は、両端部に電極４，５が設けられた磁性薄膜３を有する非磁性基板２が嵌合された巻枠６にバイアスコイル１１が巻回され、この巻枠６の両端部から突出した電極４，５に、絶縁基板１２に形成された配線パターン１５，１６がそれぞれ接続されて構成されている。
【００１５】
非磁性基板２は、セラミック等の非磁性材料を矩形状に成形してなるもので、図４に示すように、その一面にＦｅＨｆＣを含みｂｃｃＦｅ微結晶粒を主体とする透磁率の高い磁性薄膜３が直線状に形成されており、磁性薄膜の長手方向両端部には、銅製の電極４，５が設けられている。
【００１６】
巻枠６は、絶縁合成樹脂材料から筒状に形成され、図５乃至図７に示すように、その両端部に一対の鍔部７，８が設けられており、この鍔部７，８には、各々コイル端子９，１０が貫通して固定された端子支持部７ａ，８ａが一体に形成されている。
【００１７】
そして、巻枠６の透孔６ａには、非磁性基板２が強嵌合で挿入されて取り付けられており、巻枠６の両端部から電極４，５が突出して露出し、透孔６ａに磁性薄膜３が位置しているとともに、透孔６ａの内壁面と磁性薄膜３との間に若干のクリアランスが設けられている。また、図１乃至図３に示すように、巻枠６には、一対の鍔部７，８間において導電線材からなる交流バイアス磁界発生用のバイアスコイル１１が巻回されて装着され、そのバイアスコイル１１の一端および他端がコイル端子９，１０に各々絡げられて接続されるようになっている。
【００１８】
絶縁基板１２は、図８に示すように、その一面の両側部にランド１３，１４が形成され、これらランド１３，１４から各々配線パターン１５，１６が絶縁基板１２の一端部に至るように延出して設けられており、配線パターン１５，１６の一端部側は他端部側に比べ幅広の接続部１５ａ，１６ａとされている。また、絶縁基板１２の他端部には矩形状の切欠部１２ａが形成され、この切欠部１２ａを挟んでランド１３，１４が対向しており、ランド１３，１４には、図９に示すように、表面が半田１７ａによってメッキされた銅製の突起１７ｂからなる半田バンプ１７が複数個設けられている。尚、ランド１３，１４および配線パターン１５，１６はいずれも銅箔にて形成され、配線パターン１５，１６の接続部１５ａ，１６ｂを除く部分およびランド１３，１４の半田バンプ１７を除く部分がポリイミド樹脂等でなる絶縁被膜２０によって被覆されている。
【００１９】
そして、図１乃至図３に示すように、この絶縁基板１２は、切欠部１２ａに一対の鍔部７，８を嵌合させて巻枠６に取り付けられ、ランド１３，１４が各々時磁性基板２の電極４，５と半田１７ａによって接続されている。これにより、ランド１３，１４と電極４，５との接続部が、絶縁基板１２および非磁性基板２で覆われて保護され、配線パターン１５，１６が、ランド１３、電極４、磁性薄膜３、電極５およびランド１４を介して導通した状態となっている。
【００２０】
次に、このように構成された磁気インピーダンス効果素子１の組立方法について説明すると、先ず、非磁性基板２を巻枠６の透孔６ａに挿入し、透孔６ａの内壁面に強嵌合させて非磁性基板２を巻枠６に取り付け、巻枠６の両端部から電極４，５が突出した状態にする。次に、巻枠６の一対の鍔部７，８間にバイアスコイル１１を巻回し、バイアスコイル１１の一端および他端をコイル端子９，１０に各々絡げて接続する。このとき、透孔６ａ内に磁性薄膜３が位置して巻枠６で覆われているため、バイアスコイル１１を巻回する作業者の手指が磁性薄膜３に触れることがなく、手指の接触に起因する磁性薄膜３の断線等の損傷を防ぐことができる。
【００２１】
次に、図１０に示すように、巻枠６の側方に絶縁基板１２を位置させて、切欠部１２ａに一対の鍔部７，８を嵌合させることにより、絶縁基板１２を巻枠６に取り付ける。しかる後、ランド１３，１４に対応する絶縁基板１２の他面を図示せぬチップヒーターで加熱・加圧すると、半田１１ａが融解してランド１３と電極４およびランド１４と電極５とが接続される。
【００２２】
このようにして、磁気インピーダンス効果素子１の組立は完了するが、組立後においては、バイアスコイル１１の巻回部１１ａ内に磁性薄膜３が位置し、磁性薄膜３の長手方向に対しコイル端子９，１０が巻枠６から略垂直に突出しているとともに、この突出方向と同一方向に配線パターン１５，１６がランド１３，１４から延出して設けられ、磁性薄膜３の長手方向に対し配線パターン１５，１６が略垂直に延出された状態となっている。
【００２３】
このように構成・組み立てられた磁気インピーダンス効果素子１は、図１１乃至図１２に示すように、磁性薄膜３の長手方向に対して平行に配置された回路基板１８に搭載され、その裏面側で配線パターン１５，１６の接続部１５ａ，１６ａおよびコイル端子９，１０が半田付けにより回路基板１８と電気的に接続される。
【００２４】
そして、この磁気インピーダンス効果素子１は、磁性薄膜３の長手方向が図示せぬ被検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置された状態で、回路基板１８から配線パターン１５，１６を介して磁性薄膜３にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、磁性薄膜３の長手方向両端部間のインピーダンスが変化し、この変化を回路基板１８が電気信号に変換して外部磁界Ｈの検出出力が得られるようになっている。
【００２５】
この高周波電流の通電時に、この高周波電流よりも低周波の交流電流を回路基板１８からコイル端子９，１０を介してバイアスコイル１１に通電して磁性薄膜３にバイアス磁界を印加すると、磁性薄膜３の長手方向両端部間のインピーダンスの変化に線形性を持たせることができ、外部磁界Ｈの方向をも検知することが可能となる。
【００２６】
しかして、この磁気インピーダンス効果素子１にあっては、コイル端子９，１０の突出方向と配線パターン１５，１６の延出方向とが揃っているため、これらを回路基板１８に半田付けする作業を回路基板１８の裏面側にて連続して行うことができ、コイル端子９，１０および配線パターン１５，１６と回路基板１８とを迅速に接続することができる。また、絶縁基板１２の巻枠６への取付は、切欠部１２ａに一対の鍔部７，８を嵌合させるだけで簡単に行うことができ、また、配線パターン１５，１６がいずれも絶縁基板１２の一面に設けられているため、配線パターン１５，１６の接続部１５ａ，１６ａと回路基板１８との半田付け作業は、絶縁基板１８の一面側にて連続して行うことができる。
【００２７】
図１３乃至図１５は本発明の他の応用例を示す図であって、この磁気インピーダンス効果素子１９が上述した磁気インピーダンス効果素子１と異なる点は、コイル端子９，１０を両端子支持部７ａ，８ａに貫通させて固定し、これらコイル端子９，１０を巻枠６から磁性薄膜３の長手方向に略平行に突出させた点と、絶縁基板１２の形状を若干変更し、磁性薄膜３の長手方向に対し略平行に配線パターン１５，１６を絶縁基板１２の一側部に至るように延出させて設けた点の２点が異なるのみで、他は磁気インピーダンス効果素子１と同様である。
【００２８】
この磁気インピーダンス効果素子１９は、磁性薄膜３の長手方向に対して略垂直に配置された回路基板１８に搭載され、その裏面側で配線パターン１５，１６の接続部１５ａ，１６ａおよびコイル端子９，１０が半田付けされて回路基板１８と電気的に接続される。そして、この磁気インピーダンス効果素子１９は、磁性薄膜３の長手方向が図示せぬ被検出体から発せられる外部磁界Ｈに沿うように配置され、上記磁気インピーダンス効果素子１と同様に動作する。
【００２９】
このように構成された磁気インピーダンス効果素子１９にあっては、上記磁気インピーダンス効果素子１よりも回路基板１８の表裏面方向（矢印Ａ方向）に背丈が高くなるものの、回路基板１８上に占める実装面積を小さくすることができるため、回路基板１８の小型化を図る上で有効である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３１】
非磁性基板の一面に形成した磁性薄膜の両端部に電極が設けられ、前記非磁性基板がバイアスコイルを巻回した巻枠に嵌合されて取り付けられており、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性膜が位置し、前記巻枠の両端部から突出した前記電極に絶縁基板の一面に形成した配線パターンがそれぞれ接続されているとともに、前記巻枠に設けられたコイル端子に前記バイアスコイルが接続されているので、前記磁性薄膜を前記巻枠で覆うことができ、前記巻枠に前記バイアスコイルを巻回する作業者の手指が前記磁性薄膜に触れる心配を解消することができるため、これに起因する断線等の損傷を前記磁性薄膜に与えることなく前記非磁性基板に前記バイアスコイルを装着できる。
【００３２】
前記巻枠の両端部に一対の鍔部を設け、前記絶縁基板に切欠部を形成し、この切欠部に前記一対の鍔部を嵌合させて、前記絶縁基板を前記巻枠に取り付けたので、前記切欠部に前記一対の鍔部を嵌合させるだけで前記絶縁基板を前記巻枠に簡単に取り付けることができ、素子の組立の簡素化を図ることができる。
【００３３】
前記非磁性基板及び絶縁基板が嵌合された巻枠は回路基板に搭載されるものであり、前記コイル端子を前記巻枠から突出させ、この突出方向と同一方向に前記配線パターンを延出して設け、前記配線パターンと前記コイル端子とを前記回路基板に半田付けした前記コイル端子の突出方向と前記配線パターンの延出方向とが揃っているため、これらを回路基板等に半田付けする作業を連続して行うことができ、前記コイル端子および前記配線パターンを回路基板等に迅速に接続することができる。
【００３４】
前記コイル端子を線状に設けた前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に突出させるとともに、前記配線パターンを前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に延出させ、前記磁性薄膜の長手方向に対して前記回路基板を略平行に配置したので、前記回路基板の表裏面方向における素子の背丈を小さくすることができる。
【００３５】
前記コイル端子を線状に設けた前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に突出させるとともに、前記配線パターンを前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に延出させ、前記磁性薄膜の長手方向に対して前記回路基板を略垂直に配置したので、前記回路基板上に占める素子の実装面積を小さくすることができるため、前記回路基板の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気インピーダンス効果素子の平面図。
【図２】本発明の磁気インピーダンス効果素子の正面図。
【図３】本発明の磁気インピーダンス効果素子の側面図。
【図４】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る非磁性基板の平面図。
【図５】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る巻枠に非磁性基板が取り付けられた状態を示す平面図。
【図６】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る巻枠に非磁性基板が取り付けられた状態を示す正面図。
【図７】図５の７−７線に沿う断面図。
【図８】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る絶縁基板の平面図。
【図９】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る絶縁基板に設けられた半田バンプを示す説明図。
【図１０】本発明の磁気インピーダンス効果素子の組立を示す説明図。
【図１１】本発明の磁気インピーダンス効果素子が回路基板に取り付けられた状態を示す正面図。
【図１２】本発明の磁気インピーダンス効果素子が回路基板に取り付けられた状態を示す側面図。
【図１３】本発明の応用例を説明する平面図。
【図１４】本発明の応用例を説明する正面図。
【図１５】本発明の応用例を説明する側面図。
【図１６】従来の磁気インピーダンス効果素子の斜視図。
【符号の説明】
１  磁気インピーダンス効果素子
２  非磁性基板
３  磁性薄膜
４  電極
５  電極
６  巻枠
６ａ  透孔
７  鍔部
７ａ端子支持部
８  鍔部
８ａ端子支持部
９  コイル端子
１０  コイル端子
１１  バイアスコイル
１１ａ  巻回部
１２  絶縁基板
１２ａ  切欠部
１３  ランド
１４  ランド
１５  配線パターン
１５ａ  接続部
１６  配線パターン
１６ａ  接続部
１７  半田バンプ
１７ａ  半田
１７ｂ  突起
１８  回路基板
１９  磁気インピーダンス効果素子
【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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