(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に磁性薄膜が形成され、前記磁性薄膜の両端部には電極が設けられた非磁性基板と、
一面に、前記電極と夫々接続されるランドと、一方の前記ランドから引き出された第１の配線パターンと、他方の前記ランドから引き出された第２の配線パターンとが形成された絶縁基板と、
バイアスコイルと、前記バイアスコイルが巻回され、前記バイアスコイルと接続されるコイル端子が設けられた巻枠と、を有し、
前記磁性薄膜が前記絶縁基板で覆われるよう前記非磁性基板の前記一面と、前記絶縁基板の前記一面とが重ね合わせられ、重ね合せられた前記非磁性基板及び前記絶縁基板が、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性薄膜が位置するように前記巻枠に嵌合されて取り付けられており、
前記巻枠から突出させた前記絶縁基板の一端部側に前記第１，第２の配線パターンを延出して設け、この延出方向と同一方向に前記コイル端子を前記巻枠から突出させ、前記第１，第２の配線パターンと前記コイル端子とを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２】
前記第１，第２の配線パターン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延出させるとともに、前記コイル端子を前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に突出させ、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１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３】
前記第１，第２の配線パターン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延出させるとともに、前記コイル端子を前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に突出させ、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１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４】
磁性薄膜が形成され、前記磁性薄膜の両端部に電極が設けられた非磁性基板の一面と、配線パターン引き出し用のランドが形成された絶縁基板の一面とを重ね合わせて前記磁性薄膜を前記絶縁基板で覆った状態で前記電極と前記ランドを接続し、
重ね合わせた前記非磁性基板及び前記絶縁基板を、バイアスコイルを巻回した巻枠に嵌合して、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性薄膜が位置するように取り付けた磁気インピーダンス効果素子を回路基板に搭載し、
このとき、前記巻枠から突出させた前記絶縁基板の一端部側に前記ランドから引き出された第１，第２の配線パターンと、この延出方向と同一方向に前記バイアスコイルと接続されて前記巻枠から突出したコイル端子とを前記回路基板に半田付けする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の製造方法。
【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搭載回路基板及びその製造方法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１１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透磁率磁性薄膜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および絶縁基板３５には、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、高透磁率磁性薄膜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を介して高透磁率磁性薄膜３６にＭＨｚ帯域の高周波電流を通電すると、高透磁率磁性薄膜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に通電して高透磁率磁性薄膜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が外部磁界Ｈの変化に対して直線的に変化するように、高透磁率磁性薄膜３６の長手方向両端部間のインピーダンスの変化にリニアリティを持たせることが可能となり、外部磁界Ｈの強さをリニアリティ良く検出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、非磁性基板３２および絶縁基板３５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、その大きさが、たとえば幅Ａが２ｍｍ程度、奥行きＢが４ｍｍ程度、厚さＣが１ｍｍ程度の小さなものであるため、非磁性基板３２および絶縁基板３５に直接バイアスコイル４０を巻回して装着する作業は極めて煩雑で、その際、バイアスコイル４０が非磁性基板３２や絶縁基板３５のエッジに引っかかり断線す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、非磁性基板および絶縁基板へのバイアスコイルの装着作業を簡素化し、非磁性基板および絶縁基板にバイアスコイルを装着する際の、バイアスコイルの断線を確実に防止できる磁気インピーダンス効果素子搭載回路基板及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気インピーダンス効果素子搭載回路基板の製造方法は、磁性薄膜が形成され、前記磁性薄膜の両端部に電極が設けられた非磁性基板の一面と、配線パターン引き出し用のランドが形成された絶縁基板の一面とを重ね合わせて前記磁性薄膜を前記絶縁基板で覆った状態で前記電極と前記ランドを接続し、
重ね合わせた前記非磁性基板及び前記絶縁基板を、バイアスコイルを巻回した巻枠に嵌合して、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性薄膜が位置するように取り付けた磁気インピーダンス効果素子を回路基板に搭載し、
このとき、前記巻枠から突出させた前記絶縁基板の一端部側に前記ランドから引き出された第１，第２の配線パターンと、この延出方向と同一方向に前記バイアスコイルと接続されて前記巻枠から突出したコイル端子とを前記回路基板に半田付けすることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明における磁気インピーダンス効果素子搭載回路基板は、一面に磁性薄膜が形成され、前記磁性薄膜の両端部には電極が設けられた非磁性基板と、
一面に、前記電極と夫々接続されるランドと、一方の前記ランドから引き出された第１の配線パターンと、他方の前記ランドから引き出された第２の配線パターンとが形成された絶縁基板と、
バイアスコイルと、前記バイアスコイルが巻回され、前記バイアスコイルと接続されるコイル端子が設けられた巻枠と、を有し、
前記磁性薄膜が前記絶縁基板で覆われるよう前記非磁性基板の前記一面と、前記絶縁基板の前記一面とが重ね合わせられ、重ね合せられた前記非磁性基板及び前記絶縁基板が、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性薄膜が位置するように前記巻枠に嵌合されて取り付けられており、
前記巻枠から突出させた前記絶縁基板の一端部側に前記第１，第２の配線パターンを延出して設け、この延出方向と同一方向に前記コイル端子を前記巻枠から突出させ、前記第１，第２の配線パターンと前記コイル端子とを回路基板に半田付けしたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記構成において、前記第１，第２の配線パターン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延出させるとともに、前記コイル端子を前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に突出させ、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】
また、上記構成において、前記第１，第２の配線パターン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延出させるとともに、前記コイル端子を前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に突出させ、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。
【００１４】
【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９に基づいて説明する。
【００１５】
この磁気インピーダンス素子１は、磁性薄膜３を有する非磁性基板２と一対の配線パターン９，１０を有する絶縁基板６とが重ね合わせられた状態でバイアスコイル１３が巻回された巻枠１２に嵌合されて構成されている。
【００１６】
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材料からな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３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。
【００１７】
絶縁基板６は、図５に示すように、一角部が矩形状に切り落とされて段部６ａが設けられ、幅細の差込部６ｂと、この差込部６ｂの一端に連設された幅広の取付部６ｃとが形成されている。この絶縁基板６の一面には、差込部６ｂの両端部に配線パターン引出し用のランド７，８が形成され、これらランド７，８から引き出された第１，第２の配線パターン９，１０が絶縁基板６の一端部側に延出されて取付部６ｃの一端部に至るように設けられており、第１，第２の配線パターン９，１０の一端部側は幅広の接続部９ａ，１０ａとされている。尚、ランド７，８及び第１，第２の配線パターン９，１０はいずれも銅箔にて形成され、第１，第２の配線パターン９，１０の接続部９ａ，１０ａを除く部分およびランド７，８がポリイミド樹脂等でなる絶縁皮膜２０によって被覆されている。
【００１８】
そして、ランド７，８には、図６に示すように、表面が半田１１ａによってメッキされた銅製の突起１１ｂからなる半田バンプ１１が絶縁被膜２０を貫通するように複数個設けられており、図７に示すように、絶縁基板６の一面に非磁性基板２の一面が重ね合わされ、ランド７，８がそれぞれ電極４，５と半田１１ａによって接続されて、絶縁基板６に非磁性基板２が固着されいる。これにより、非磁性基板２と絶縁基板６の差込部６ｂとで磁性薄膜３が覆われて、第１，第２の配線パターン９，１０がランド７、電極４、磁性薄膜３、電極５およびランド８を介して導通しており、非磁性基板２と差込部６ｂとを合わせた大きさが、たとえば幅Ａが２ｍｍ程度、奥行きＢが４ｍｍ程度、厚さＣが１ｍｍ程度となっている。
【００１９】
巻枠１２は、絶縁合成樹脂材料から筒状に形成され、図１乃至図３に示すように、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１３が巻回されており、巻枠１２の両端部には一対の鍔部１４，１５が形成されている。一方の鍔部１４には厚肉部１４ａが設けられ、この厚肉部１４ａにコイル端子１６，１７が突設されており、これらコイル端子１６，１７に厚肉部１４ａの切欠１４ｂを通って導出されたバイアスコイル１３の両端が絡げられて接続されている。
【００２０】
そして、この巻枠１２の透孔１２ａには、絶縁基板６の差込部６ｂとこれに固着された非磁性基板２とが強嵌合で挿入されて、巻枠１２に絶縁基板６および非磁性基板２が取り付けられており、一方の鍔部１４に絶縁基板６の段部６ａが若干のクリアランスを持って対向しているとともに、バイアスコイル１３の巻回部１３ａ内に磁性薄膜３が位置し、巻枠１２から絶縁基板６の一端部側の取付部６ｃが突出している。従い、段部６ａは、巻枠１２に絶縁基板６および非磁性基板２が過度に挿入されることを防止するストッパーとして機能する。
【００２１】
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、絶縁基板６の差込部６ｂに非磁性基板２を重ね合わせランド７，８にそれぞれ電極４，５を接触させる。そして、電極４，５に対応する非磁性基板２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７と電極４およびランド８と電極５とが接続され絶縁基板６に非磁性基板２が固着される。
【００２２】
次に、バイアスコイル１３が巻回された巻枠１２の透孔１２ａに、差込部６ｂおよび非磁性基板２を挿入し、透孔１２ａの内壁面に差込部６ｂおよび非磁性基板２を強嵌合させて、巻枠１２に絶縁基板６および非磁性基板２を取り付け三者を一体化する。この際、差込部６ａに形成されたテーパ部６ｄにより、透孔１２ａに絶縁基板６および非磁性基板２をスムーズに挿入することができる。また、磁性薄膜３が非磁性基板２と絶縁基板６とで覆われているため、作業者の手指が磁性薄膜３に触れる心配がなく、これ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。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、磁性薄膜３の長手方向に対し略平行に第１，第２の配線パターン９，１０が延出されており、第１，第２の配線パターン９，１０の延出方向と同一方向にコイル端子１６，１７が巻枠１２より突出し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８乃至図９に示すように、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、その裏面側で第１，第２の配線パターン９，１０の接続部９ａ，１０ａおよびコイル端子１６，１７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から第１，第２の配線パターン９，１０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１６，１７を介してバイアスコイル１３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が外部磁界Ｈの変化に対して直線的に変化するように、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リニアリティを持たせることが可能となり、外部磁界Ｈの強さをリニアリティ良く検出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、非磁性基板２と絶縁基板６とを重ね合わせた状態でバイアスコイル１３が巻回された巻枠１２に嵌合させて取り付けるので、非磁性基板２および絶縁基板６にバイアスコイル１３を簡単に装着でき、その際のバイアスコイル１３の断線を確実に防止することができる。また、第１，第２の配線パターン９，１０の接続部９ａ，１０ａと回路基板１８との半田付け作業は、絶縁基板６の一面側にて連続して行うことができるため、第１，第２の配線パターン９，１０と回路基板１８とを迅速に接続することができるものである。
【００２７】
図１０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、絶縁基板６の形状を若干変更し、磁性薄膜３の長手方向に対し第１，第２の配線パターン９，１０の接続部９ａ，１０ａを略垂直に絶縁基板６の一端部側に延出させて取付部６ｃの一側部に至るように設けた点と、これら第１，第２の配線パターン９，１０の延出方向と同一方向にコイル端子１６，１７を巻枠１２より突出させた点の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平行に配置された回路基板１８に搭載され、その裏面側で第１，第２の配線パターン９，１０の接続部９ａ，１０ａおよびコイル端子１６，１７が半田付けにより回路基板１８と電気的に接続される。そして、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、回路基板１８上に占める実装面積が上記磁気インピーダンス効果素子１よりも大きくなるが、より大きなバイアス磁界を磁性薄膜３に印加するために、バイアスコイル１３の巻回数が増えその分巻回部１３ａが磁性薄膜３の長手方向に成長する場合に、回路基板１８の表裏面方向（矢印Ａ方向）に素子の背丈を小さくし扁平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、該電極が絶縁基板の一面に形成した配線パターン引出し用のランドにそれぞれ接続され、これら非磁性基板及び絶縁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おり、前記バイアスコイルの巻回部内に前記磁性薄膜が位置しているとともに、この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、前記非磁性基板および絶縁基板に前記バイアスコイルを簡単に装着することができ、その際の前記バイアスコイルの断線を確実に防止することができる。
【００３２】
また、前記非磁性基板の前記一面と前記絶縁基板の前記一面とを重ね合わせ、前記磁性薄膜を前記絶縁基板で覆ったので、前記非磁性基板および絶縁基板に前記バイアスコイルをに装着する際に、作業者の手指が前記磁性薄膜に触れる心配がなく、これに起因する前記磁性薄膜の断線等の損傷を防ぐことができる。
【００３３】
また、前記磁性薄膜の一端部に設けられた前記電極に接続される前記ランドから引き出された第１の配線パターンと、前記磁性薄膜の他端部に設けられた前記電極に接続される前記ランドから引き出された第２の配線パターンとが、共に前記絶縁基板の前記一面に形成されているので、前記第１，第２の配線パターンを回路基板に半田付けする際に、その半田付け作業は、前記絶縁基板の一面側にて連続して行うことができるため、前記第１，第２の配線パターンと前記回路基板とを迅速に接続することができる。
【００３４】
また、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、前記巻枠から突出させた前記絶縁基板の一端部側に前記第１，第２の配線パターンを延出して設け、この延出方向と同一方向に前記コイル端子を前記巻枠から突出させ、前記第１，第２の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ので、前記第１，第２の配線パターンの延出方向と前記コイル端子の突出方向とが揃っているため、これらを前記回路基板に半田付けする作業が連続して行うことができ、前記第１，第２の配線パターンおよび前記コイル端子と前記回路基板とを迅速に接続することができる。
【００３５】
また、前記第１，第２の配線パターン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延出させるとともに、前記コイル端子を前記磁性薄膜の長手方向に対し略平行に突出させ、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、前記回路基板上における磁気インピーダンス効果素子の実装面積を小さくすることができ、前記回路基板の小型化を図ることができる。
【００３６】
また、前記第１，第２の配線パターン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延出させるとともに、前記コイル端子を前記磁性薄膜の長手方向に対し略垂直に突出させ、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、より大きなバイアス磁界を前記磁性薄膜に印加するために、前記バイアスコイルの巻回数が増えその分前記巻回部が前記磁性薄膜の長手方向に成長する場合には、前記回路基板の表裏面方向に素子の背丈を小さくし扁平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正面図。
【図２】本発明の磁気インピーダンス効果素子の側面図。
【図３】本発明の磁気インピーダンス効果素子の裏面図。
【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絶縁基板の平面図。
【図６】本発明の磁気インピーダンス効果素子に係る絶縁基板に形成された半田バンプを示す説明図。
【図７】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および絶縁基板が組み合わされた状態を示す斜視図。
【図８】本発明の磁気インピーダンス効果素子の回路基板に取り付けられた状態を示す背面図。
【図９】本発明の磁気インピーダンス効果素子の回路基板に取り付けられた状態を示す側面図。
【図１０】本発明の磁気インピーダンス放火素子の他の応用例を示す説明図。
【図１１】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  絶縁基板
６ａ  段部
６ｂ  差込部
６ｃ  取付部
６ｄ  テーパ部
７  ランド
８  ランド
９  第１の配線パターン
９ａ  接続部
１０  第２の配線パターン
１０ａ  接続部
１１  半田バンプ
１１ａ  半田
１１ｂ  突起
１２  巻枠
１２ａ  透孔
１３  バイアスコイル
１３ａ  巻回部
１４  鍔部
１４ａ  厚肉部
１４ｂ  切欠
１５  鍔部
１６  コイル端子
１７  コイル端子
１８  回路基板
１９  磁気インピーダンス効果素子
Ｈ  外部磁界
【図１】
0004260312.tif 000002
【図２】
0004260312.tif 000003
【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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