JP2001027664A

JP2001027664A - 磁気センサ

Info

Publication number: JP2001027664A
Application number: JP11200981A
Authority: JP
Inventors: Takashi Otsuki; 隆大槻
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2001-01-30

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、温度特性が改善され、省電力の磁気
センサ素子を提供すること。【解決手段】磁気センサにおいて、磁性膜を細長い形
状に形成してなる２個の磁気インピーダンス特性を示す
磁気検出コア１，２を導体５で接続し、両端に高周波電
圧を印加し、互いに逆方向の磁気バイアスを印加するこ
とで、外部磁場によって磁気検出コア１，２のインピー
ダンスが、各々相対的な差を生じ、磁気検出コア接続部
分の電圧振幅が変化することにより磁気検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地磁気レベル以上
の高感度高精度検出用の磁気センサの小型化と、特性の
安定化の手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁性膜は、以下の（イ）及び
（ロ）の性質を持っている。

【０００３】（イ）１ＭＨｚ以上の高周波での電流の表
皮深さが数ミクロン程度になる。そのため、数ミクロン
程度の磁性体薄膜のインピーダンスは電流の表皮深さの
影響を大きく受ける。

【０００４】（ロ）１軸異方性を持たせた磁性体薄膜の
磁化容易軸の透磁率は、磁化困難軸への印加磁場により
急峻に変化する。表皮深さδは、下記数１式に示される
ように、抵抗率ρ、角周波数ω、透磁率μにより決定さ
れる。

【０００５】

【数１】

【０００６】そのため、上記（ロ）の性質により、表皮
深さは磁化困難軸方向の磁場により急峻に変動し、上記
（イ）の性質により磁化困難軸方向のインピーダンスは
磁化困難軸方向の磁場により急峻に変化する。

【０００７】以上の性質に着目し、磁性膜を磁化困難軸
に細長い形状に形成した磁気検出コアを用いた磁気セン
サの試みがなされてきた。

【０００８】ここで、磁性体のインピーダンス変動を利
用した磁気センサとしての応用の試みは、特開昭５９−
２２０４号公報により始まる。

【０００９】さらに、１９８９年に第１３回日本応用磁
気学会において加茂芳邦氏、島田寛氏により、磁性体を
薄膜と、ワイヤに形成し、それそれの高周波電気抵抗の
外部磁場による変化についての研究が発表された。

【００１０】その後、１９９２年に電気学会マグネティ
ックス研究会にて、毛利佳年雄氏らによって、ワイヤ形
状での開発が提案され、従来のＭＲ素子の１０倍のイン
ピーダンス変化率を持つ素子として、開発が始められ
た。

【００１１】一方、薄膜形状での開発も行われており、
特開平８−７５８３５号公報においては、磁性膜により
固定磁気バイアスを加え、被検出磁界の変動によるイン
ピーダンス変動を線形的に検出することに成功してい
る。

【００１２】また、高透磁率磁性体の外部磁場によるイ
ンピーダンス変動は、１ＭＨｚ以上の高周波ドライブ電
流で検出されるため、前記効果を利用した磁気センサ
は、高周波キャリア型磁気センサとも呼ばれている。

【００１３】特開平１０−２７０７７４号公報において
は、高周波キャリア型磁気センサ素子１００は、基板上
に、磁気検出コアを２辺組み入れた図１５に示すような
磁気検出コア１０１，１０２と抵抗辺１０３，１０４と
を接続点１０５，１０６，１０７，１０８で接続し、接
続点１０５に交流電源を接続し、接続点１０６，１０８
に電圧計１１０を接続して、ブリッジ回路を取り込み、
このブリッジ回路のインピーダンスをほぼ等しくした構
成が提案されている。

【００１４】このようにすることで、磁気検出コア１０
１、１０２のインピーダンス変動を電圧変動として電圧
計１１０で検出し、磁気検出感度の向上と、オフセット
削減の機能を持たせることに成功している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述の磁気センサ１０
０において、抵抗辺１０３，１０４を非磁性体にしたこ
とで、ブリッジ回路のオフセットのばらつきが大きくな
る問題点が発生した。

【００１６】また、磁気検出コア１０１，１０２と抵抗
辺１０３，１０４の材質が異なることから、温度による
出力オフセットの変動を補償する必要があつた。

【００１７】そこで、本発明の技術的課題は、小型で、
温度特性が改善され、且つ省電力の磁気センサを提供す
ることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、外部磁
場の強さに応じて高周波帯域のインピーダンスが変化す
ることを利用した磁気センサにおいて、磁性膜を細長い
形状に形成してなる２個の磁気インピーダンス特性を示
す第１の磁気検出コアの一対を導体で接続し、両端に高
周波電圧を印加し、互いに逆方向の磁気バイアスを印加
することで、前記外部磁場によって前記一対の第１の磁
気検出コアのインピーダンスが、各々相対的な差を生
じ、前記一対の第１の磁気検出コアの接続部分の電圧振
幅が変化することによって磁気検出を行うことを特徴と
する磁気センサが得られる。

【００１９】また、本発明によれば、前記磁気センサに
おいて、前記一対の第１の磁気検出コアをほぼ一直線上
に形成し、前記一対の第１の磁気検出コア間を導体で結
合して第１の結合部を形成し、前記第１の結合部と前記
第１の磁気検出コアの両端に第１の電極を形成し、前記
結合部を中心としてスパイラルコイルを形成し、前記第
１の磁気検出コアと前記スパイラルコイル間に絶縁膜を
形成して絶縁したことを特徴とする磁気センサが得られ
る。

【００２０】また、本発明によれば、前記磁気センサに
おいて、前記スパイラルコイルの上層に、前記第１の磁
気検出コアと前記第１の結合部を被覆するように第１の
絶縁膜を形成した後、前記第１の絶縁膜上に一対の第２
の磁気検出コアを前記第１の磁気検出コアに隣接し且つ
前記第１の磁気検出コアの一対を結ぶ直線に略平行にな
るように形成し、前記一対の第２の磁気検出コア間を導
体で結合して第２の結合部を形成し、前記第２の結合部
に第２の電極を形成し、前記一対の第２の磁気検出コア
の両端を下層の第１の電極と接続したことを特徴とする
磁気センサが得られる。

【００２１】また、本発明によれば、前記磁気センサに
おいて、互いに略直交するＸ軸、Ｙ軸があり、Ｘ軸上、
Ｙ軸上の原点より正側、負側に第１及び第２の磁気検出
コアをそれぞれ一対ずつ形成し、それぞれ原点部分で導
体により結合して第１及び第２の結合部を形成し、Ｘ
軸、Ｙ軸方向の交差点においてそれぞれ第１の絶縁膜に
より絶縁され、Ｘ軸、Ｙ軸方向の片端が互いに接続さ
れ、電極と接続されており、該電極は接地され、もう片
端も互いに導体により結合し電極に結合し、該電極に一
定振幅の高周波駆動電圧を印加する回路を備え、Ｘ軸、
Ｙ軸原点を中心として、スパイラルコイルを形成し、Ｘ
軸上、Ｙ軸上の第１及び第２の磁気検出コアとスパイラ
ルコイル間に第２の絶縁膜を形成して絶縁したことを特
徴とする磁気センサが得られる。

【００２２】また、本発明によれは、前記磁気センサに
おいて、互いにほぼ直交するＸ軸、Ｙ軸があり、Ｘ軸
上、Ｙ軸上の原点より正側、負側に第１及び第２の磁気
検出コアをそれぞれ一対ずつ形成し、それぞれ原点部分
で導体により結合し、Ｘ軸、Ｙ軸方向の交差点において
それぞれ第１の絶縁膜により絶縁され、Ｘ軸方向の片端
が電極と接続されており、該電極に一定振幅の高周波駆
動電圧を印加する回路を備え、Ｙ軸方向の片端が電極と
接続されており、該電極は接地され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方
向のもう片端は導体により結合し、Ｘ軸、Ｙ軸原点を中
心として、スパイラルコイルを形成し、Ｘ軸上、Ｙ軸上
の前記第１及び第２の磁気検出コアとスパイラルコイル
間に第２の絶縁膜を形成して絶縁したことを特徴とする
磁気センサが得られる。

【００２３】また、本発明によれば、前記いずれかの磁
気センサにおいて、前記スパイラルコイルが、導線を巻
回したボビン巻きコイルであることを特徴とする磁気セ
ンサが得られる。

【００２４】また、本発明によれば、前記いずれかの磁
気センサにおいて、前記第１の磁気検出コアの幅方向に
磁化容易軸を熱処理によって形成したことを特徴とする
磁気センサが得られる。

【００２５】また、本発明によれば、前記いずれかの磁
気センサにおいて、前記第１及び第２の磁気検出コアの
幅方向に磁化容易軸を熱処理によって形成したことを特
徴とする磁気センサが得られる。

【００２６】また、本発明によれば、前記いずれかの磁
気センサにおいて、前記第１の磁気検出コアの幅方向に
磁化容易軸を静磁場中スパッタによって形成したことを
特徴とする磁気センサが得られる。

【００２７】さらに、本発明によれば、前記いずれかの
磁気センサにおいて、前記第１及び第２の磁気検出コア
の幅方向に磁化容易軸を静磁場中スパッタによって形成
したことを特徴とする磁気センサが得られる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００２９】図１は本発明の磁気センサの基本構成の概
略の一例を示す断面図である。図２は磁気センサの磁気
インピーダンス特性の説明に供せられる図である。

【００３０】図１を参照すると、磁気センサ１０は、基
板１１上に２個の磁気検出コア１、２が導体により接続
されている素子の接続導体部５より互いに逆方向で、絶
対値の等しい磁気バイアスを印加するため、スパイラル
コイル９，９を用いている。

【００３１】スパイラルコイル９，９により、電流で作
り出される磁場の方向は、磁気検出コア１，２の中央よ
り逆向きに発生する。ここで、図２に示すように、磁気
検出コア１，２は、印加磁場によりインピーダンスが変
化し、外部磁場零で、図２中Ａのポイントに磁気バイア
スされているとする。さらに、直列に接続された磁気検
出コア１，２の一方を接地し、もう一方から一定振幅の
高周波駆動電圧が印加されているとする。

【００３２】被検出磁場Ｈｅｘｔが印加された場合、片
方の磁気検出コア２ではスパイラルバイアスコイルによ
るバイアス磁場Ｈｂｉａｓと同方向で、磁場の絶対値は
Ｈｅｘｔが増大するにつれて増大する。

【００３３】そのため、インピーダンスＺａが増大す
る。もう片方の磁気検出コア１のインピーダンスは、ス
パイラルバイアスコイルによるバイアス磁場Ｈｂｉａｓ
と逆方向のため、磁場の絶対値はＨｅｘｔが増大するに
つれて減少する。そのため、インピーダンスＺｂが減少
する。

【００３４】後者の磁気検出コア１が接地されていたと
すると、２個の磁気検出コア１，２の導体接続部５の電
圧振幅Ｗは、両端に印加される高周波駆動電圧の振幅を
Ｖｄとおくと、次の数２式のように表される。

【００３５】

【数２】

【００３６】Ｚａの増大量、Ｚｂの減少量は、上記数２
式によりセンサ出力に反映される。外部磁場が零の場合
には、上記数２式のＺａ＝Ｚｂとなり、Ｖ₀＝Ｖｄ／２
となるため、高周波駆動電圧の振幅Ｖｄが一定であれ
ば、導体接続部５の電圧振幅は温度、膜への張力、圧縮
力、その他環境によるインピーダンス特性の変化、等の
要因により変動しない。

【００３７】次に、本発明の実施の形態による磁気セン
サについて更に具体的に説明する。

【００３８】（第１の実施の形態）まず、図３は本発明
の第１の実施の形態による磁気センサを示す図である。
図４は図３の磁気センサの構造を示す分解組立斜視図で
ある。図５は磁気検出センサの駆動検出回路を示すブロ
ック図である。

【００３９】図３を参照すると、磁気センサ１０は、２
個の磁気検出コア１，２上に接地電極３、駆動電圧印加
電極４、導体接続部５、出力電極６を形成し、接地電極
３、駆動電圧印加電極４、出力電極６以外の領域に絶縁
膜１２を形成し、電極正バイアス電極７、接地バイアス
電極８、スパイラルコイル９を形成した構成になってい
る。

【００４０】図４を参照すると、磁気検出コア１，２を
誘電体基板上１１に形成し、接地電極３及び駆動電圧印
加電極４と、導体接続部５を導体膜を形成し、導体接続
部５及び接地電極３と駆動電圧印加電極４以外の部分に
絶縁するように、孔部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備えた
絶縁膜１２を形成する。さらに、スパイラルコイル９と
その両端部の電極正バイアス電極７及び接地バイアス電
極８を形成する構成になっている。

【００４１】ここで、誘電体基板１１としては酸化珪
素、珪素、そのほかガラス材、導体膜としてはＴｉの薄
い下地膜の上にＣｕを形成したもの、あるいはＣｒを用
い、そのほか導電性を持ち、基板への密着度が強い物質
であれば実用に耐える。

【００４２】また、絶縁膜１２は酸化珪素に代表される
絶縁性の基板１１への密着度か強い物質を膜形成すれば
よい。

【００４３】磁気検出コア１、２に対してネガのパター
ンでフオトレジストをマスキングし、アモルフアス軟磁
性膜を形成し、フオトレジストの洗浄を行う。

【００４４】さらに、回転磁場中熱処理を行って磁歪を
除去し、その後、静磁場を幅方向に印加して熱処理を行
うことで磁化容易軸を形成することで磁気検出コア１，
２が形成される。保磁力は０．１Ｏｅ（エルステッド）
以下が望ましいが、１Ｏｅ以下であっても実用に耐え
る。磁化容易軸方向に磁石などで、５Ｏｅ以上、望まし
くは１００Ｏｅ以上の静磁場を印可した状態でアモルフ
アス軟磁性膜を形成すると、熱処理工程を省くことが出
来る。

【００４５】図５を参照すると、１番端子５１には出力
電極６が接続されている。また、２番端子５２には抵抗
バイアス等により定電圧を印加して平滑化回路６２は取
り除いても良い。３番端子５３には接続導体部５、４番
端子５４には、接地電極３及び接地バイアス電極８、５
番端子には駆動電圧印加電極４がワイヤーボンディング
等の接続手段で接続することで磁気センサーとして使用
できる。

【００４６】ここで，図３及び４の磁気センサ１０にお
いて、磁気検出コア１の内部磁場をＨｍ、もう一方の磁
気検出コア２からの反磁場をＨｎとおくと、Ｈｎ／Ｈｍ
が十分小さければ磁気検出コア同士の影響は少ないもの
と見なせる。

【００４７】磁気検出コア１，２の長手方向の比透磁率
をμｉ、膜厚をｔ、幅をｗ、長さをｌ、導体接続部の磁
気検出コアの間隔をｄ、スパイラルコイルの巻き数を
Ｎ、印加される電流をＩとおくと、スパイラルコイル９
により磁気検出コア１，２に印加される磁場Ｈｍ、発生
する磁束Ｂｍは、次の数３式、数４式で表される。

【００４８】

【数３】

【００４９】

【数４】

【００５０】磁気検出コア１の端面での磁束は前記Ｂｍ
となり、もう一方の磁気検出コア２の端面へ印加される
磁束Ｂｎ、磁場Ｈｎは、磁気検出コア１，２の断面積が
十分小さい（１０ｄ＞ｔ，ｗ）として、次の数５式、数
６式ように表される。

【００５１】

【数５】

【００５２】

【数６】

【００５３】このことから、下記数７式は、１０ｄ＞
ｔ，ｗの条件下で、ほぼ成立する。

【００５４】

【数７】

【００５５】長手方向の比透磁率１０００、長さ１ｍ
ｍ、幅２０ミクロン、膜厚３ミクロンのアモルフアス磁
気検出コア１，２の、周波数１０ＭＨｚにおける磁気イ
ンピーダンス特性を、一例として前述の図２に示してい
る。

【００５６】巻き数５０のスパイラルコイル９を形成
し、磁気検出コア１，２の間隔を１ｍｍおいた場合の最
適の磁気バイアス電流を求める場合、外部磁場１Ｏｅを
印可した状態でのスパイラルコイルへの通電電流を変化
させた場合の、スパイラル磁気センサ出力の測定を行
う。

【００５７】図６は、その磁気センサ出力の測定結果を
示す図である。図６に示すように、スパイラルコイルへ
の通電電流に比例して磁気検出コアに磁気バイアスが印
加され、外部磁場１Ｏｅが印加された場合の出力が入力
電圧振幅１Ｖｐ−ｐの半分の５００ｍＶｐ−ｐからの偏
差により表され、５００ｍＶｐ−ｐからの偏差の大きい
図６中Ｂ点あるいはＣ点に磁気バイアスを固定すれば、
外部磁場による出力変動を最も大きく取り出すことが出
来る。

【００５８】図７は、図６中Ｂ点及びＣ点に磁気バイア
スを固定し、外部磁場と中間接続部の電圧振幅を測定し
た結果である。

【００５９】磁気バイアスポイントが異なった場合で
も、零磁場では駆動電圧振幅の半分の５００ｍＶを出力
する点では変わらず、磁気感度が異なるのみである。

【００６０】上記数２式でも示されているように、温度
変化などで磁気検出コアのインピーダンスが変化した場
合でも、零磁場での出力は一定に保たれる。

【００６１】磁気検出コアの間隔ｄを狭めていった場合
の、極大点Ｂ、極小点Ｃのバイアスコイル電流値と、上
記数７式より計算したＨｎ／Ｈｍを併せて図８に示す。
Ｈｎ／Ｈｍが１以下で特性は、ほとんど変化せず、磁気
検出コア１，２同士の影響が無くなつている。

【００６２】このため、スパイラル磁気センサの設計の
際には、Ｈｎ／Ｈｍを１以下にする必要がある。

【００６３】（第２の実施の形態）図９は第２の実施の
形態による磁気センサの構成を示す分解組立斜視図であ
る。図９を参照して、上記第１の実施の形態の磁気セン
サ１０の構造上に電極をフォトレジストなどでマスキン
グして絶縁膜１３を形成し、上記第１の実施の形態と同
様の方法で２個の磁気検出コア１´，２´、接続導体部
５´、電極パッドからなる出力電極６´、下層電極との
接続導体部１４，１５を夫々形成することで磁気センサ
３０が得られる。

【００６４】本第２の実施の形態では、上記第１の実施
の形態の構成の磁気センサを並列に並べた構成になって
おり、磁気検出コア１と１´、２と２´では、互いに逆
方向のバイアス磁場がスパイラルコイルにより印加され
るため、電極正バイアス電極７と、出力電極６´の振幅
電圧は、片方が外部磁場に対し増大すれば、もう片方が
減少するため、出力の差動増幅を行うことで、上記第１
の実施の形態の２倍の磁気感度が得られる。

【００６５】また、スパイラルコイル９の上層と下層の
磁気検出コア１，１´及び２，２´を近接して形成する
ことで、スパイラルコイルによる発生磁場の反磁場をお
さえることができ、磁気検出コア１，１´，２，２´の
導体接合部の間隔は、上記第１の実施の形態よりも狭め
ることが出来る。

【００６６】膜付着面の平滑性を良くするため、磁気検
出コア１，１´と２，２´は、重ねないようにし、絶縁
膜１３は出来るだけ厚く形成する。

【００６７】（第３の実施の形態）図１０及び図１１は
本発明の第３の実施の形態による磁気センサを示す平面
図及び分解組立斜視図である。図１０及び図１１を参照
すると、磁気センサ４０は紙面横方向に１００Ｏｅ以上
の静磁場を印加した状態で形成したＹ方向の磁気検出コ
ア１，２上に、接地電極３、駆動電圧印加電極４、接続
導体５、出力電極６を形成し、接地電極３、駆動電圧印
加電極４、出力電極６以外の領域を絶縁するように孔部
１９ａ，１９ｂ，１９ｃを有する絶縁膜１８を形成し、
紙面縦方向に１００Ｏｅ以上の静磁場を印加した状態で
形成したＸ方向磁気検出コア１´´，２´´上に接続導
体２４、出力電極２３、接地電極２２、及び駆動電圧印
加電極２１を形成し、駆動電圧印加電極２１、接地電極
２２、及び出力電極６，２３以外の領域を覆うように孔
部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを備えた絶縁膜３４
を形成し、電極正バイアス電極３１、接地バイアス電極
２９、及びスパイラルコイル２８を形成した構成になっ
ている。

【００６８】この第３の実施の形態による磁気センサ
は、図５の検出回路２０と同様な第１及び第２の検出回
路を２回路用意し、第１の検出回路の１番端子５１に出
力電極６、２番端子５２には抵抗バイアス等により定電
圧を印加して平滑化回路６２は取り除いても良い、３番
端子５３には接地バイアス電極２９、４番端子５４には
駆動電圧印加電極２１、電極正バイアス電極３１、５番
端子５５には接地電極２２がワイヤーボンディング等の
接続手段で接続することでＹ方向の磁場の出力が得られ
る。

【００６９】また、第２の検出回路の１番端子５１に出
力電極２３、２番端子５２には平滑化回路６２を除いて
定電圧を印加し、３，４，５番端子５３，５４，５５
と、発振回路６４、定電流源６３は第１の回路と共用す
ることでＸ方向の磁場の出力が得られる。

【００７０】以上のような構成の本発明の第３の実施の
形態の磁気センサによって、２軸の磁気方位の検出が可
能な素子を提供できる。

【００７１】（第４の実施の形態）図１２及び図１３は
本発明の第４の実施の形態による磁気センサの構成を示
す平面図及び分解組立斜視図である。図１２及び図１３
を参照すると、磁気センサ５０は、紙面横方向に１００
Ｏｅ以上の静磁場を印加した状態で基板１１上に形成し
たＹ方向の磁気検出コア１，２上に接地電極３、駆動電
圧印加電極４、接続導体部５、出力電極６を形成し、接
地電極３、駆動電圧印加電極４、及び出力電極６以外の
領域を絶縁するように孔部１９ａ，１９ｂ，１９ｃを設
けた絶縁膜１８を形成し、更に、絶縁膜１８上に紙面縦
方向に１００Ｏｅ以上の静磁場を印加した状態で形成し
たＸ方向の磁気検出コア１´´，２´´上に接続導体部
２４、出力電極２３、接地電極２２、及び駆動電圧印加
電極３５を形成し、接地電極２２、駆動電圧印加電極
４，３５、出力電極６，２３以外の領域を絶縁するよう
に、孔部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを備えた絶縁
膜３４を形成し、電極正バイアス電極３１、接地バイア
ス電極２９、スパイラルコイル２６を形成した構成にな
っている。

【００７２】図５の検出回路２０と同様な第１及び第２
の検出回路を２回路用意し、第１の検出回路の１番端子
５１に出力電極６、２番端子５２には抵抗バイアス等に
より定電圧を印加して平滑化回路６１，６２は取り除い
ても良い、３番端子５３には電極２９、４番端子５４に
は接地電極３５、電極正バイアス電極３１、５番端子５
５には駆動電圧印加電極４がワイヤーボンディング等の
接続手段で接続することでＹ方向の磁場の出力か得られ
る。

【００７３】また、第２の検出回路の１番端子５１に出
力電極２３、２番端子５２は平滑化回路６２を除いて定
電圧を印加し、３，４，５番端子５３，５４，５５と、
発振回路６４、定電流源６３は第１の検出回路と共用す
ることでＸ方向の磁場の出力が得られる。

【００７４】第４の実施の形態は上記第３の実施の形態
の磁気検出コア１，１´，２，２´を直列にした構成で
あるため、図１０中の発振回路からの出力インピーダン
スは上記第３の実施の形態の４倍と改善され、省電力化
が図れる。同様にして上記第２の実施の形態の構成も直
列化することができる。

【００７５】（第５の実施の形態）図１４は本発明の第
５の実施の形態による磁気センサを示す斜視図である。
図１４を参照すると、磁気検出コア１及び２、接続導体
部５、駆動電圧印加電極４、接地電極３、出力電極６を
上記第１の実施の形態と同様に形成し、基板１１の表あ
るいは裏に、導線４３を巻回した巻回コイル４４を、導
線の周回方向を素子膜面内にし、中心が接続導体に向か
い、巻回コイル４４の最外部が２つの磁気検出コアの外
端を超えないような位置に配置する。磁気バイアスの大
きな材質、形状の磁気検出コア等も、前記の構成にする
ことで、容易に適正なバイアスポイントに磁気バイアス
を印加できる。

【００７６】尚、上記第２の実施の形態から４中のスパ
イラルコイルはこの第５の実施の形態の巻回コイル４４
により代用可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、小
型で、温度特性が改善され、且つ省電力の磁気センサ素
子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気センサの基本構成の一例を示す概
略断面図である。

【図２】磁気センサの磁気インピーダンス特性の説明に
供せられる図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態による磁気センサの
構成を示す図である。

【図４】図３の磁気センサの分解組立斜視図である。

【図５】本発明の磁気センサに接続される駆動検出回路
の一例のブロック図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態による磁気センサの
出力特性の測定結果を示す図である。

【図７】図６中Ｂ点及びＣ点に磁気バイアスを固定し、
外部磁場と中間接続部の電圧振幅を測定した結果を示す
図である。

【図８】軟磁性コア中央離間幅と磁気バイアス効率との
関係を示す概略図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態による磁気センサの
構成を示す図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態による磁気センサ
を示す概略平面図である。

【図１１】図１０の磁気センサの分解組立斜視図であ
る。

【図１２】本発明の第４の実施の形態による磁気センサ
の構成を示す概略平面図である。

【図１３】図１２の磁気センサの分解組立斜視図であ
る。

【図１４】本発明の第５の実施の形態による磁気センサ
を示す分解組立斜視図である。

【図１５】従来技術による磁気センサを示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１，１´，１´´，２，２´，２´´ 磁気検出コア３，２２接地電極４，２１，３５駆動電圧印加電極５，５´，１４，１５，２４導体（接続導体部）６，６´，２３出力電極（電極パッド）７，３１電極正バイアス電極８，２９接地バイアス電極９，２８スパイラルコイル１０，３０，４０，５０磁気センサ１１基板１２，１３，１８，３４絶縁膜１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，３
２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３６ａ，３６ｂ，３６
ｃ，３６ｄ孔部４３導線４４巻回コイル５１１番端子５２２番端子５３３番端子５４４番端子５５５番端子６１，６２平滑化回路１００磁気センサ１０１，１０２磁気検出コア１０３，１０４抵抗辺１０５，１０６，１０７，１０８接続点１０９交流電源１１０電圧計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部磁場の強さに応じて高周波帯域のイ
ンピーダンスが変化することを利用した磁気センサにお
いて、磁性膜を細長い形状に形成してなる２個の磁気イ
ンピーダンス特性を示す第１の磁気検出コアの一対を導
体で接続し、両端に高周波電圧を印加し、互いに逆方向
の磁気バイアスを印加することで、前記外部磁場によっ
て前記一対の第１の磁気検出コアのインピーダンスが、
各々相対的な差を生じ、前記一対の第１の磁気検出コア
の接続部分の電圧振幅が変化することによって磁気検出
を行うことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】請求項１記載の磁気センサにおいて、前
記一対の第１の磁気検出コアをほぼ一直線上に形成し、
前記一対の第１の磁気検出コア間を導体で結合して第１
の結合部を形成し、前記第１の結合部と前記第１の磁気
検出コアの両端に第１の電極を形成し、前記結合部を中
心としてスパイラルコイルを形成し、前記第１の磁気検
出コアと前記スパイラルコイル間に絶縁膜を形成して絶
縁したことを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】請求項２記載の磁気センサにおいて、前
記スパイラルコイルの上層に、前記第１の磁気検出コア
と前記第１の結合部を被覆するように第１の絶縁膜を形
成した後、前記第１の絶縁膜上に一対の第２の磁気検出
コアを前記第１の磁気検出コアに隣接し且つ前記第１の
磁気検出コアの一対を結ぶ直線に略平行になるように形
成し、前記一対の第２の磁気検出コア間を導体で結合し
て第２の結合部を形成し、前記第２の結合部に第２の電
極を形成し、前記一対の第２の磁気検出コアの両端を下
層の第１の電極と接続したことを特徴とする磁気セン
サ。
【請求項４】請求項１記載の磁気センサにおいて、互
いに略直交するＸ軸、Ｙ軸があり、Ｘ軸上、Ｙ軸上の原
点より正側、負側に第１及び第２の磁気検出コアをそれ
ぞれ一対ずつ形成し、それぞれ原点部分で導体により結
合して第１及び第２の結合部を形成し、Ｘ軸、Ｙ軸方向
の交差点においてそれぞれ第１の絶縁膜により絶縁さ
れ、Ｘ軸、Ｙ軸方向の片端が互いに接続され、電極と接
続されており、該電極は接地され、もう片端も互いに導
体により結合し電極に結合し、該電極に一定振幅の高周
波駆動電圧を印加する回路を備え、Ｘ軸、Ｙ軸原点を中
心として、スパイラルコイルを形成し、Ｘ軸上、Ｙ軸上
の第１及び第２の磁気検出コアとスパイラルコイル間に
第２の絶縁膜を形成して絶縁したことを特徴とする磁気
センサ。
【請求項５】請求項１記載の磁気センサにおいて、互
いにほぼ直交するＸ軸、Ｙ軸があり、Ｘ軸上、Ｙ軸上の
原点より正側、負側に第１及び第２の磁気検出コアをそ
れぞれ一対ずつ形成し、それぞれ原点部分で導体により
結合し、Ｘ軸、Ｙ軸方向の交差点においてそれぞれ第１
の絶縁膜により絶縁され、Ｘ軸方向の片端が電極と接続
されており、該電極に一定振幅の高周波駆動電圧を印加
する回路を備え、Ｙ軸方向の片端が電極と接続されてお
り、該電極は接地され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のもう片端
は導体により結合し、Ｘ軸、Ｙ軸原点を中心として、ス
パイラルコイルを形成し、Ｘ軸上、Ｙ軸上の前記第１及
び第２の磁気検出コアとスパイラルコイル間に第２の絶
縁膜を形成して絶縁したことを特徴とする磁気センサ。
【請求項６】請求項１、２、４、及び５の内のいずれ
かに記載の磁気センサにおいて、前記スパイラルコイル
が、導線を巻回したボビン巻きコイルであることを特徴
とする磁気センサ。
【請求項７】請求項１又は２記載の磁気センサにおい
て、前記第１の磁気検出コアの幅方向に磁化容易軸を熱
処理によって形成したことを特徴とする磁気センサ。
【請求項８】請求項３乃至６の内のいずれかに記載の
磁気センサにおいて、前記第１及び第２の磁気検出コア
の幅方向に磁化容易軸を熱処理によって形成したことを
特徴とする磁気センサ。
【請求項９】請求項１又は２記載の磁気センサにおい
て、前記第１の磁気検出コアの幅方向に磁化容易軸を静
磁場中スパッタによって形成したことを特徴とする磁気
センサ。
【請求項１０】請求項３乃至６の内のいずれかに記載
の磁気センサにおいて、前記第１及び第２の磁気検出コ
アの幅方向に磁化容易軸を静磁場中スパッタによって形
成したことを特徴とする磁気センサ。