JP4725600B2 - マグネトインピーダンスセンサ素子 - Google Patents

Description

本発明は、外部磁界に応じて特性が変化する磁性アモルファスワイヤを用いたマグネトインピーダンスセンサ素子に関する。

磁気方位センサ等に用いられるセンサ素子として、外部磁界に応じて特性が変化する磁性アモルファスワイヤを用いたマグネトインピーダンスセンサ素子（以下、適宜「ＭＩセンサ素子」という。）が開発されている（特許文献１参照）。
かかるＭＩセンサ素子は、非磁性体からなる基体と、該基体上に保持された磁性アモルファスワイヤと、該磁性アモルファスワイヤが内側を貫通するように形成した被覆絶縁体と、該被覆絶縁体の周囲に形成した検出コイルとを有する。
このような構成のＭＩセンサ素子は、例えば携帯電話機等の携帯端末機器などに搭載するため、かかる機器の小型化、薄型化の要請に伴い、ＭＩセンサ素子の小型化が要請されている。

国際公開第２００５／００８２６８号パンフレット

しかしながら、ＭＩセンサ素子の感度を確保するためには、磁性アモルファスワイヤの長さが必要となる。
すなわち、磁性アモルファスワイヤの長さが長いほど、内部に生じる反磁界が小さくなり、反磁界の影響を抑制することができるため、ＭＩセンサ素子の出力を大きくしやすい。また、磁性アモルファスワイヤを長くするほど、その周囲に被覆絶縁体を介して形成する検出コイルの巻き数を増加させることができるため、ＭＩセンサ素子の出力を大きくすることができる。

したがって、磁性アモルファスワイヤの長さをできるだけ長くしつつ、ＭＩセンサ素子の全体の小型化ができる技術が望まれている。
特に、ＩＣチップもしくはこれを搭載するＩＣ基板にＭＩセンサ素子を実装するにあたり、磁性アモルファスワイヤの長手方向がＩＣチップ及びＩＣ基板の主面の法線方向（Ｚ軸方向）となるようにする場合には、磁性アモルファスワイヤの長さを大きくしようとすると、ＭＩセンサ素子がＩＣチップの厚み方向に大きくなってしまう。そのため、ＭＩセンサ素子を実装したＩＣチップを携帯端末機器等に内蔵するにあたり、機器の薄型化が困難となってしまうという問題がある。

それゆえ、磁性アモルファスワイヤの長さと、その長手方向におけるＭＩセンサ素子全体の長さがなるべく同等であることが理想である。
しかし、従来のＺ軸用のＭＩセンサ素子においては、製造上の理由から、磁性アモルファスワイヤの長さとＭＩセンサ素子の全体の長とを同等とすることは困難である。

すなわち、ＭＩセンサ素子を製造するに当たっては、多数のＭＩセンサ素子の基体の母材である基体ウエハに、磁性アモルファスワイヤや検出コイル等の形成を行った後、これを切断して個々のＭＩセンサ素子を得る（実施例１、図５、図６参照）。ここで、この切断面には、基本的に電極端子等をパターン形成することはない。切断面にパターン形成するということは、切断後に各ＭＩセンサ素子に個別にパターン形成することとなり、生産性の観点から現実的ではないからである。仮に、各ＭＩセンサ素子に個別にパターン形成するとなると、基体ウエハの状態でパターン形成するときに比べて生産性が著しく低下してしまうということとなる。

上記特許文献１の図８に記載のＺ軸用のＭＩセンサ素子を見ると、切断面である基体の上面に、磁性アモルファスワイヤ及び検出コイルと電気的に接続された電極端子が形成されているように見えるが、実際には、電極端子が形成されている部分は、基体の上面から一段下がった段部となっている（後述の比較例参照）。この段部は当該特許文献における発明の主要部以外の部分であるため、当該図面においては省略してあるだけである。

すなわち、切断する前の基体ウエハの状態において電極端子を一度に形成すべく、基体ウエハには、磁性アモルファスワイヤに直交する基体の辺に対応する位置に溝を形成する。そして、この溝の一部に電極端子を、スパッタやメッキ等を用いて形成する。その後、この溝の一部に形成した電極端子を削らないように、ダイシングソー等によって基体ウエハを切断し、個々のＭＩセンサ素子を得る。これにより、溝の一部が残って上記段部が形成されることとなる。
そうすると、ＭＩセンサ素子を基体よりも長手方向に突出させることはできないため、その一方の端部は、段部よりも基体の内側に配置されることとなる。それゆえ、少なくとも段部の高さ分、基体の長さよりも磁性アモルファスワイヤの長さを短くせざるを得ず、ＭＩセンサ素子の感度が低下してしまう。

また、上記のような溝を基体に設けると、その溝加工工程が必要となるため、製造コストが高くなると共に、生産性の向上が困難となる。
また、溝を形成するためには基体の強度を確保するために厚みを大きくすることとなり、ＭＩセンサ素子の小型化が困難となる。また、溝加工を行う場合には、その切削加工を容易にすべく、比較的強度の低い材料を基体に用いることとなる。すると、その分、基体の厚みをさらに厚くする必要があり、ＭＩセンサ素子の小型化がさらに難しくなる。

なお、電極端子を基体における磁性アモルファスワイヤを設けた面と同じ面に形成する場合には、上記のような問題は生じないが、ＭＩセンサ素子の感磁方向をＩＣチップに直交する方向（Ｚ軸方向）とする場合には、当該表面に電極端子を設けることはしない。なぜならば、それらの電極端子には、ＩＣチップ上の電極端子との間で、ワイヤーボンディングを施すなどの処理をする必要があるため、基本的にＩＣチップと電極端子を形成する面とは互いに平行である必要がある。これに対して、基体における磁性アモルファスワイヤを設けた表面と同じ面に電極端子を形成した通常のＭＩセンサ素子を、単にＩＣチップに直交するように立てると、電極端子を設けた表面はＩＣチップと直交することとなる。そのため、ＭＩセンサ素子の電極端子とＩＣチップの電極端子との間のワイヤーボンディングができない。また、両者をはんだ付けにて接続することも困難である。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、感度が高く、小型化を図ることができるマグネトインピーダンスセンサ素子を提供しようとするものである。

本発明は、非磁性体からなる基体と、
該基体上に保持された磁性アモルファスワイヤと、
該磁性アモルファスワイヤが内側を貫通するように形成した被覆絶縁体と、
該被覆絶縁体の周囲に形成した検出コイルと、
上記基体における上記磁性アモルファスワイヤを配置した側の表面から立ち上がる端子搭載面を有する絶縁体からなる端子台と、
上記端子搭載面に形成したワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子と、
上記ワイヤ用電極端子と上記磁性アモルファスワイヤに設けた一対のワイヤ通電端とを電気的に接続するワイヤ用接続配線と、
上記コイル用電極端子と上記検出コイルに設けた一対のコイル通電端とを電気的に接続するコイル用接続配線とを有し、
上記端子搭載面は、その法線が上記磁性アモルファスワイヤの長手方向成分を有し、かつ、上記磁性アモルファスワイヤの長手方向における、該磁性アモルファスワイヤの両端の間に配置されていることを特徴とするマグネトインピーダンスセンサ素子にある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記マグネトインピーダンスセンサ素子（ＭＩセンサ素子）は、上記端子搭載面を有する上記端子台を備えている。そして、端子搭載面は、上記磁性アモルファスワイヤの長手方向における、該磁性アモルファスワイヤの両端の間に配置されている。これにより、端子台の端子搭載面に、ワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子を容易に形成することができると共に、上記磁性アモルファスワイヤの長手方向における上記基体の全体にわたって、磁性アモルファスワイヤを配設することができる。その結果、基体の大きさを大きくすることなく、磁性アモルファスワイヤを長くすることができ、ＭＩセンサ素子の大型化を招くことなく、感度を高くすることができる。

すなわち、上述したごとく、ＭＩセンサ素子を製造するにあたっては、一般には、多数のＭＩセンサ素子の基体の母材である基体ウエハに、磁性アモルファスワイヤや検出コイル等の形成を行った後、これを切断して個々のＭＩセンサ素子を得る。このとき、ＭＩセンサ素子が上記端子台を有していれば、個々のＭＩセンサ素子に切断する前の状態において、ワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子を容易に形成することができる。

また、ＭＩセンサ素子が端子台を有していることにより、上述した溝（段部）を基体ウエハに形成する必要もない。そのため、段部を形成した分、磁性アモルファスワイヤの長さを短くせざるを得ないという問題は生じず、基体の大きさに対して磁性アモルファスワイヤの長さが短くなってしまうという不具合を招くことがない。それゆえ、磁性アモルファスワイヤの長さをＭＩセンサ素子全体の長さと同等とすることも可能となり、ＭＩセンサ素子の小型化と高感度化との両立が可能となる。

また、上記のような溝加工工程が不要となるため、製造コストを低減できると共に、生産性の向上を図ることができる。
また、溝を形成する必要がないため基体の厚みを特に大きくする必要がなく、ＭＩセンサ素子の小型化が容易となる。また、切削加工の容易化も特に考慮する必要がなくなるため、強度の高い材料を基体に用いることもでき、その分、基体の厚みをさらに小さくすることもでき、ＭＩセンサ素子の小型化がさらに容易となる。

以上のごとく、本発明によれば、感度が高く、小型化を図ることができるマグネトインピーダンスセンサ素子を提供することができる。

本発明（請求項１）において、上記端子搭載面は、その法線が上記磁性アモルファスワイヤの長手方向となるように形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、ＭＩセンサ素子をＩＣチップ等に実装するにあたり、磁性アモルファスワイヤがＩＣチップの主面に直交するように配置する際、ワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子をＩＣチップの主面と平行にすることができる。その結果、ワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子と、ＩＣチップとの間のワイヤボンディング等、電気的接続を容易に行うことができる。

また、上記端子台は、上記磁性アモルファスワイヤ、被覆絶縁体、及び検出コイルの形成領域以外の領域に形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記端子台が上記磁性アモルファスワイヤ、被覆絶縁体、及び検出コイルを覆うことがないため、磁性アモルファスワイヤへかかる応力や、磁性アモルファスワイヤへの結露等を防ぎ、正確な磁界検出を確保することができる。

仮に磁性アモルファスワイヤを覆うように端子台が配設されると、磁性アモルファスワイヤに応力がかかるおそれがあるし、磁性アモルファスワイヤと端子台との間に存在する空気の結露等による寄生容量の変化が生じるおそれがある。そして、この応力や寄生容量の変化に起因して、磁性アモルファスワイヤに供給される電流が変動してしまい、ＭＩセンサ素子の磁気感度（出力／印加磁場）のバラツキ（例えば磁気感度に対して約１０％のバラツキ）が生じるおそれがある。そのため、磁性アモルファスワイヤを覆わないように端子台を設けることにより、かかる不具合を回避することができる。すなわち、ＭＩセンサ素子の磁気感度のバラツキをほとんどなくす（例えば磁気感度に対して１％未満のバラツキとする）ことができる。

また、上述した応力の問題や寄生容量の問題を解決するために、端子台を構成する絶縁材料の線膨張係数、接着力、誘電率等を適切な値にすることも考えられるが、その場合には材料選択の自由が著しく制限されてしまうという問題がある。かかる問題も、請求項３の発明によれば解決することができる。

また、電子回路を形成してなるＩＣチップに、該ＩＣチップの主面の法線方向に上記磁性アモルファスワイヤの長手方向が向くように実装するための素子であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、仮に上記ワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子の法線が上記磁性アモルファスワイヤの長手方向成分を有していないと、ＩＣチップの主面に形成された電子回路の端子との接続が困難である。それゆえ、基体における磁性アモルファスワイヤを形成した表面に上記ワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子を設けることは望ましくなく、上記表面に対して角度をもった面、より好ましくは直交する面にワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子を形成する。
そこで、このようなＭＩセンサ素子において、本発明を適用することにより、その作用効果を充分に発揮させることができる。

なお、ここで、ＭＩセンサ素子のＩＣチップへの実装とは、ＭＩセンサ素子をワイヤーボンディング等によって上記ＩＣチップに直接電気的接続することの他、例えば、ＩＣチップを搭載したＩＣ基板を介してＭＩセンサ素子を間接的に電気的接続することをも含む。

また、電子回路を形成してなるＩＣチップを搭載したＩＣ基板に、該ＩＣ基板の主面の法線方向に上記磁性アモルファスワイヤの長手方向が向くように実装するための素子であってもよい（請求項５）。
ＩＣチップを搭載したＩＣ基板を介してＭＩセンサ素子を間接的に電気的接続するような場合には、上記のごとく該ＩＣ基板の主面の法線方向に上記磁性アモルファスワイヤの長手方向が向くようにＭＩセンサ素子を実装することにより、ＩＣ基板の主面に形成された電子回路の端子と上記ワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子との接続が容易となる。そしてそのような構成において、本発明の作用効果が充分に発揮できる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかるマグネトインピーダンスセンサ素子につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例のマグネトインピーダンスセンサ素子（ＭＩセンサ素子）１は、図１〜図３に示すごとく、非磁性体からなる基体２と、該基体２上に保持された磁性アモルファスワイヤ３と、該磁性アモルファスワイヤ３が内側を貫通するように形成した被覆絶縁体４と、該被覆絶縁体４の周囲に形成した検出コイル５とを有する。

基体２における磁性アモルファスワイヤ３を配置した側の表面２１には、該表面２１から立ち上がる端子搭載面６１を有する絶縁体からなる端子台６が設けてある。
端子搭載面６１には、一対のワイヤ用電極端子１１及び一対のコイル用電極端子１２が形成されている。ただし、一対のワイヤ用電極端子１１のうちの一方と一対のコイル用電極端子１２の一方とが一つの電極を基準電位として共有するようにすることもできる。この場合、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２の合計数を３個とすることができる。

ワイヤ用電極端子１１と磁性アモルファスワイヤ３に設けた一対のワイヤ通電端３１とは、ワイヤ用接続配線１１０によって電気的に接続されている。
コイル用電極端子１２と検出コイル５に設けた一対のコイル通電端５１とは、コイル用接続配線１２０によって電気的に接続されている。
端子搭載面６１は、その法線が磁性アモルファスワイヤ３の長手方向成分を有し、かつ、磁性アモルファスワイヤ３の長手方向における、磁性アモルファスワイヤ３の両端３１１、３１１の間に配置されている。

本例においては、端子搭載面６１は、その法線が磁性アモルファスワイヤ３の長手方向となるように形成されている。
また、図１、図３に示すごとく、端子台６は、磁性アモルファスワイヤ３、被覆絶縁体４、及び検出コイル５の形成領域以外の領域に形成されている。すなわち、端子台６は、ワイヤ用接続配線１１０及びコイル用接続配線１２０の一部を覆うように、基体２の表面に形成されているが、磁性アモルファスワイヤ３、被覆絶縁体４、及び検出コイル５を覆わないように、これらの形成領域とは外れた位置において形成されている。

本例のＭＩセンサ素子１は、図４に示すごとく、電子回路を形成してなるＩＣチップ７に、該ＩＣチップ７の主面７１の法線方向に磁性アモルファスワイヤ３の長手方向が向くように実装するための素子である。
ＭＩセンサ素子１において、ＩＣチップ７に実装したときＩＣチップ７の主面７１に直交する方向となる方向をＺ軸方向という。すなわち磁性アモルファスワイヤ３の長手方向と一致する方向がＺ軸方向である。

基体２としては、例えば、絶縁性のアルミナ系セラミックス、半導体のシリコンウェハ、導体の金属などが使用でき、表面２１に直交する方向の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとすることができる。本例においては、上記厚さは０．３ｍｍとした。また、基体２のＺ軸方向の高さは０．６ｍｍとした。
磁性アモルファスワイヤ３は、零磁歪アモルファスのＣｏＦｅＳｉＢ系合金からなり、例えば、直径２０μｍ以下とすることができる。ここでは、直径を１０μｍとした。そして、この磁性アモルファスワイヤ３は、図１に示すごとく、基体２の表面２１に、基体２のＺ軸方向の全体にわたって配設されている。本例では、この磁性アモルファスワイヤ３の長さは０．６ｍｍとした。

この磁性アモルファスワイヤ３の両端におけるワイヤ通電端３１は、基体２の表面２１に形成された通電パッド３１０に電気的に接続されている。
また、磁性アモルファスワイヤ３の一対の通電端３１の間の部分は、被覆絶縁体４によって被覆されている。被覆絶縁体４は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などの無機質の絶縁材料やエポキシ系樹脂などの有機質の絶縁材料を用いて構成することができる。

そして、被覆絶縁体４の外周面に、検出コイル５が形成されている。検出コイル５は、基体２の表面２１に成膜された平面パターン５０１と、被覆絶縁体４の外表面に成膜された立体パターン５０２とが適宜接続されることによって、被覆絶縁体４の外周を螺旋状に巻回するように配設されている。そして、検出コイル５の巻回パターンの両端がコイル通電端５１である。ここで、検出コイル５の巻数は１５ターンである。

本例においては、基体２の表面２１から盛り上がるように、磁性アモルファスワイヤ３、被覆絶縁体４、検出コイル５を配設しているが、特許文献１の図２に開示されているように、基体に溝を形成し、その溝の中に磁性アモルファスワイヤ、被覆絶縁体、検出コイルを配置してもよい。ただし、このような溝を形成すると、基体を厚くする必要があるため、小型化の観点からは、本例の構造を採用することが望ましい。

一対のコイル通電端５１には、基体２の表面２１に形成されたコイル用接続配線１２０の一端が接続されている。また、一対のワイヤ通電端３１には、通電パッド３１０を介して、基体２の表面２１に形成されたワイヤ用接続配線１１０の一端が接続されている。
ワイヤ用接続配線１１０の他端は、ワイヤ用電極端子１１に接続され、コイル用接続配線１２０の他端は、コイル用電極端子１２に接続されている。

また、基体２の表面２１に設けられた端子台６は、エポキシ系樹脂やセラミック等の絶縁体からなり、ワイヤ用接続配線１１０及びコイル用接続配線１２０を覆うように形成されている。そして、端子台６は、基体２のＺ軸方向における一端（上端２２）から、充分に内側に後退した位置（例えば１５０〜５５０μｍ後退した位置）に、Ｚ軸に直交する平坦面である端子搭載面６１を設けてなる。ここでは、端子搭載面６１を上端２２から２００μｍ後退させている。
この端子搭載面６１に、上記一対のワイヤ用電極端子１１及び一対のコイル用電極端子１２を設けている。

本例においては、端子台６は、磁性アモルファスワイヤ３、被覆絶縁体４、及び検出コイル５の形成領域、及び端子搭載面６１から該端子搭載面６１が向いた方向における基体２の端面（上端２２）までの領域を除いて、基体２の表面２１の全面に形成されている。
また、端子台６の厚み、すなわち端子搭載面６１の幅は、例えば８０〜１５０μｍである。ここでは、端子搭載面６１の幅を１００μｍとした。

ワイヤ用接続配線１１０におけるワイヤ用電極端子１１側の端子部１１１は、端子搭載面６１から一部がはみ出すように形成され、ワイヤ用電極端子１１と接続されている。同様に、コイル用接続配線１２０におけるコイル用電極端子１２側の端子部１２１も、端子搭載面６１から一部がはみ出すように形成され、コイル用電極端子１２と接続されている。

また、図４に示すごとく、ＭＩセンサ素子１は、いわゆるＺ軸用としてＩＣチップ７に実装され、磁性アモルファスワイヤ３の長手方向がＩＣチップ７の主面７１に直交するように配設されている。ＩＣチップ７は、マザーボードとＩＣチップ７とを接続するためのＩＣ基板７３に搭載されており、ＩＣ基板７３の主面７３１とＩＣチップ７の主面７１とは互いに平行となっている。ＭＩセンサ素子１は、ＩＣチップ７の脇において、ＩＣ基板７３の主面７３１に搭載されている。

そして、ＭＩセンサ素子１におけるワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２は、それぞれ、ＩＣチップ７の主面７１に形成された電子回路における所定の端子、又はＩＣ基板７３の主面７３１に形成された電子回路における所定の端子に、ボンディングワイヤ７２にて電気的に接続される。具体的には、ＭＩセンサ素子１におけるコイル用電極端子１２は、２本ともＩＣチップ７の端子にボンディング接続されているが、ワイヤ用電極端子１１は、一方がＩＣチップ７の端子に、他方がＩＣ基板７３の端子にそれぞれボンディング接続されている。
なお、この接続の仕方は、一例であって、例えばＭＩセンサ素子１におけるワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２のすべてをＩＣチップ７の端子に接続してもよいし、ＩＣ基板７３の端子に接続してもよい。

また、ＩＣチップ７には、該ＩＣチップ７の主面７１に平行であると共に互いに直交する方向に磁性アモルファスワイヤ３０を備えた、Ｘ軸用のＭＩセンサ素子１０及びＹ軸用のＭＩセンサ素子１００が、実装される。Ｘ軸用のＭＩセンサ素子１０及びＹ軸用のＭＩセンサ素子１００は、本例のＺ軸用のＭＩセンサ素子１と略同様の構成要素を有するが、端子台６がなく、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２が、基体２における磁性アモルファスワイヤ３０を設けた面と同じ表面に形成されている点において、Ｚ軸用のＭＩセンサ素子１と異なる。

このように、本例のＭＩセンサ素子１を含めた３個のＭＩセンサ素子（１、１０、１００）によって、地磁気を利用して３次元的な方位を検出する磁気方位センサ７０を構成している。かかる地磁気方位センサ７０は、携帯電話機等の携帯端末機器などに搭載することができる。
なお、ここでは、本例のＺ軸用のＭＩセンサ素子１を、Ｘ軸用及びＹ軸用のＭＩセンサ素子１０、１００と組み合わせて、３軸の磁気方位センサ７０としたが、本例のＭＩセンサ素子１を含む２つのＭＩセンサ素子によって２軸の磁気方位センサを構成することもできる。
また、本例のＭＩセンサ素子１は、このような磁気方位センサに限らず、例えば、電流センサ等に用いることもできる。この場合には、本例のＭＩセンサ素子１を一つだけ用いてセンサを構成することもできる。

本例のＭＩセンサ素子１を製造するに当たっては、図５に示すごとく、多数のＭＩセンサ素子１の基体２の母材である基体ウエハ２０に、磁性アモルファスワイヤ３や検出コイル５等の形成を行う。すなわち、例えば１０ｃｍ四方程度の大きい基体ウエハ２０上において、多数のＭＩセンサ素子１（例えば１ｍｍ四方以下の大きさ）のパターニングを一度に行う。
このとき、基体２の表面２１には、端子台６の形成も行う。端子台６を形成するに当たっては、例えば感光性のエポキシ樹脂を用いることができる。すなわち、基体２の表面２１の全体に樹脂を塗布した後、乾燥させ、次いで、端子台６を形成したい部分のみに光が当たるようにマスキングした状態で樹脂を露光する。次いで、現像液にて現像することにより、所定の位置に所定の大きさ、形状の端子台６を形成する。

また、端子台６の端子搭載面６１に、スパッタリング及びメッキを用いて、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を成膜する。
端子台６、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２以外の形成方法については、省略したが、ＭＩセンサ素子１のすべての要素を形成した後、図６に示すごとく、基体ウエハ２０を、ダイシングソーを用いて切断し、個々のＭＩセンサ素子１を得る。このとき、ダイシングソーの切り代２０１（例えば２００μｍ）を考慮して、切断面がＭＩセンサ素子１の所望の輪郭となるようにする。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記マグネトインピーダンスセンサ素子１は、端子搭載面６１を有する端子台６を備え、端子搭載面６１は、磁性アモルファスワイヤ３の長手方向における、磁性アモルファスワイヤ３の両端３１１、３１１の間に配置されている。これにより、端子台６の端子搭載面６１に、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を容易に形成することができると共に、磁性アモルファスワイヤ３の長手方向における基体２の全体にわたって、磁性アモルファスワイヤ３を配設することができる。その結果、基体２の大きさを大きくすることなく、磁性アモルファスワイヤ３を長くすることができ、ＭＩセンサ素子１の大型化を招くことなく、感度を高くすることができる。

すなわち、上述したごとく、ＭＩセンサ素子１を製造するにあたっては、一般には、基体ウエハ２０に、磁性アモルファスワイヤ３や検出コイル５等の形成を行った後、これを切断して個々のＭＩセンサ素子１を得る。このとき、ＭＩセンサ素子１が端子台６を有していることにより、個々のＭＩセンサ素子１に切断する前の状態において、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を容易に形成することができる。

また、ＭＩセンサ素子１が端子台６を有していることにより、比較例に示す溝（図１４（Ａ）の符号９９参照）を基体ウエハ２０に形成する必要もない。そのため、磁性アモルファスワイヤ３の長さをＭＩセンサ素子１全体の長さと同等とすることも可能となり、ＭＩセンサ素子１の小型化と高感度化との両立が可能となる。

また、溝加工工程が不要となるため、製造コストを低減できると共に、生産性の向上を図ることができる。
また、溝を形成する必要がないため基体２の厚みを特に大きくする必要がなく、ＭＩセンサ素子１の小型化が容易となる。また、切削加工の容易化も特に考慮する必要がなくなるため、強度の高い材料を基体２に用いることもでき、その分、基体２の厚みをさらに小さくすることもでき、ＭＩセンサ素子１の小型化がさらに容易となる。

また、端子台６は、磁性アモルファスワイヤ３、被覆絶縁体４、及び検出コイル５の形成領域以外の領域に形成されている。これにより、端子台６が磁性アモルファスワイヤ３、被覆絶縁体４、及び検出コイル５を覆うことがないため、磁性アモルファスワイヤ３へ応力がかかることを防ぎ、正確な磁界検出を確保することができる。

以上のごとく、本例によれば、感度が高く、小型化を図ることができるマグネトインピーダンスセンサ素子を提供することができる。

以下においては、図７、図８を用いて、実施例１のＭＩセンサ素子１について行った特性評価につき説明する。
すなわち、ＭＩセンサ素子１を図７に示す電子回路８に組み込み、以下のような磁気センシング評価を行った。
上記電子回路８は、ＭＩセンサ素子１の磁性アモルファスワイヤ３に入力するためのパルス信号を発振するパルス発振回路８１と、ＭＩセンサ素子１の検出コイル５において生じた検出電圧を信号処理するための信号処理回路８２とを有する。信号処理回路８２は、検出コイル５と出力端子８３との間のスイッチングを行うアナログスイッチ８２１と、パルス信号に連動してアナログスイッチ８２１のオンオフを行うサンプルタイミング調整回路８２２と、検出コイル５において生じた誘起電圧を増幅する増幅器８２３とを有する。

パルス発振回路８１は、主として２００ＭＨｚを含む１７０ｍＡの強さであって、信号間隔が１μｓｅｃのパルス信号を生成し、このパルス信号を磁性アモルファスワイヤ３に入力する。このパルス電流は、定常値の９０％から１０％に立ち下がる遮断時間を４ナノ秒とした。これにより、パルス信号の立ち下り時に、ＭＩセンサ素子１の検出コイル５に、磁性アモルファスワイヤ３の長手方向（Ｚ軸方向）の磁界に応じた誘起電圧が生じる。この誘起電圧を、アナログスイッチ８２１を介して増幅器８２３によって増幅し、出力端子８３から出力する。

このような電子回路８を用いて、ＭＩセンサ素子１を、水平軸を中心にして３６０°回転させながら、その出力特性を評価する。
まず、ＭＩセンサ素子１の磁性アモルファスワイヤ３の長手方向（Ｚ軸方向）が鉛直方向を向いた状態を、回転角度０°とし、このときのＭＩセンサ素子１の出力信号の大きさを０ｍＶとする。そして、このＭＩセンサ素子１を、水平軸を中心に３６０°回転させた。このときの出力信号の変化を図８に示す。

同図から分かるように、出力信号は、きれいなサインカーブを描き、精度よく地磁気のＺ軸方向の成分を検出していることが分かる。これにより、実施例１におけるＭＩセンサ素子１は、小型化しても、充分な検出精度を確保することができることが分かる。

（実施例２）
本例は、図９、図１０に示すごとく、実施例１に比べて端子台６の大きさを小さくした例である。
すなわち、端子台６のＺ軸方向の高さを短くしている。具体的には、実施例１のＭＩセンサ素子１における端子台６の高さ０．４ｍｍに対して、本例のＭＩセンサ素子１における端子台６の高さは０．１３ｍｍとした。
その他は、実施例１と同様である。

端子台６としては、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を搭載する端子搭載面６１を充分に確保できれば、本発明の効果を充分に得ることができる。そのため、実施例１のように、基体２の表面２１において大きな領域に形成する必要は必ずしもなく、基体２との密着性が損なわれなければ、端子台６は、端子搭載面６１の面積を充分に維持しつつ、種々の形態をとることが考えられる。

すなわち、上記以外にも、たとえば、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２のそれぞれに対応するように個別に分割して形成した端子台としてもよいし、階段状に形成した端子台としてもよい。

（比較例）
本例は、図１１〜図１３に示すごとく、実施例１、２において示した端子台６を設けることなく、基体９２に直接、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を設けたマグネトインピーダンスセンサ素子９の例である。
本例のＭＩセンサ素子９は、実施例１、２と同様に、基体９２の表面９２１に磁性アモルファスワイヤ９３、被覆絶縁体４、検出コイル５、ワイヤ用接続配線１１０、コイル用接続配線１２０を形成してなる。そして、基体９２における磁性アモルファスワイヤ９３の長手方向（Ｚ軸方向）の一端に段部９６を有し、そのＺ軸方向に直交する面に、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を設けてなる。
上記段部９６は、基体９２におけるＺ軸方向及び厚み方向に直交する方向（図１１の左右方向）の全体にわたって形成されている。
なお、磁性アモルファスワイヤ９３、被覆絶縁体４、及び検出コイル５からなる構成体の構成は、実施例１と同様であって、その大きさや検出コイル５の巻数等も同様である。

かかる段部９６は、磁性アモルファスワイヤ３と直交する面にワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を形成する必要のある、いわゆるＺ軸用のＭＩセンサ素子９において、製造上の観点から必然的に形成されるものである。
すなわち、かかるＭＩセンサ素子９を製造するに当たっては、上述したごとく、多数のＭＩセンサ素子９の基体９２の母材である基体ウエハ９２０に、多数のＭＩセンサ素子９のパターニングを一度に行った後、図１４（Ｂ）に示すごとく、基体ウエハ９２０をダイシングソー９８によって切断して、個々のＭＩセンサ素子９に切り分ける。

ここで、切断される前の基体ウエハ９２０の表面には、後に切断する切断線に沿って溝９９が形成されている。すなわち、基体ウエハ９２０の状態で、図１４（Ａ）に示すごとく、例えば深さ２００μｍ、幅２００μｍの溝９９を形成しておく。その後、溝９９の内側面９９１及びこれに連続する基体９２の表面９２１に、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２のパターニングを行う。そして、ダイシングソー９８による切断を、溝９９の内側面９９１よりも若干（例えば７０μｍ）外側において行う。これにより、切断前の状態で、溝９９の内側面９９１にワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２のパターニングを行うことができる。
そして、図１４（Ｃ）に示すごとく、切断後には、この溝９９の一部分が上記段部９６として残ることとなる。

上記のごとく溝加工を行った後に基体ウエハ９２０の切断を行うのは、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２の形成が終わるまで、基体ウエハ９２０の一体性を保つためである。
すなわち、上記のようなＺ軸用のＭＩセンサ素子９は、上記のごとく、磁性アモルファスワイヤ９３と直交する面にワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を形成する必要があるため、上記基体９２の表面９２１と直交する面を、基体９２に形成する必要がある。それゆえ、溝加工を行わないと、基体ウエハ９２０の状態のままでワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２のパターニングを行うことができない。溝加工を行わない場合、切り離された基体２の一つ一つに対して個別に電極端子の形成を行わねばならず、生産性が著しく低下する。それゆえ、溝加工を行うことにより、基体ウエハ９２０の一体性を保ったまま、電極端子の形成が行えるようにしている。

ところが、溝９９の一部分として残る上記段部９６が基体９２のＺ軸方向の一端の全体にわたって存在することにより、図１１に示すごとく、磁性アモルファスワイヤ９３の長さを、基体９２のＺ軸方向長さよりも短くせざるを得ない。例えば、基体９２の上端９２２と段部９６との段差が７０μｍであれば、磁性アモルファスワイヤ９３を基体９２よりも７０μｍ以上短くすることとなる。さらに、図１２に示すごとく、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２に接続されるボンディングワイヤ７２の高さを考慮すると、ボンディングワイヤ７２を含めたＭＩセンサ素子９のＺ軸方向の占有高さＨ（図１２）に対して、磁性アモルファスワイヤ９３の長さＬ（図１１）が大きく下回ることとなる。

また、上記のように、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を配置するために段部９６を基体９２に形成するには、溝加工を行う必要がある。そうすると、製造コストが高くなると共に、基体９２の強度を確保すべく厚みを厚くする必要がある。また、基体９２に溝加工することを考えると、加工容易な材料を基体９２として選定する必要があるが、かかる材料は、機械的強度がどうしても低いため、さらに基体９２の厚みを大きくする必要が生じる。
その結果、ＭＩセンサ素子９の厚みも大きくなることとなる。
このように、本例のＭＩセンサ素子９は、磁性アモルファスワイヤ３の長さを長くしつつ、小型化を図ることが困難である。

これに対して、上述のごとく、本発明のＭＩセンサ素子１（実施例１、３）は、図１、図９に示すごとく、磁性アモルファスワイヤ３の長さを、基体２のＺ軸方向の長さと同等まで長くすることが可能となるため、磁性アモルファスワイヤ３の長さを長くしつつ、ＭＩセンサ素子１の小型化を図ることができる。
また、本発明のＭＩセンサ素子１は、上記のような溝加工の必要もないため、基体２の厚みを大きくする必要もなく、さらなる小型化を可能とする。

また、端子台６における端子搭載面６１の位置も自由に設定することができるため、端子搭載面６１と、基体２のＺ軸方向の上端との間の距離を充分に大きくすることもできる。これにより、図２に示すごとく、ワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２にボンディングワイヤ７２を接続しても、ボンディングワイヤ７２の上端を基体２の上端から突出しないようにすることもできる。それゆえ、ボンディングワイヤ７２を含めたＭＩセンサ素子１の占有高さに対しても、磁性アモルファスワイヤ３の長さが短くなることを防ぐことができる。

ここで、ボンディングワイヤを含めたＭＩセンサ素子のＺ軸方向の占有高さＨと、磁性アモルファスワイヤの長さＬとの比（Ｈ／Ｌ）を、ＭＩセンサ素子の小型化指標φとして、実施例１のＭＩセンサ素子１と、比較例のＭＩセンサ素子９とを比較した。小型化指標φが小さいほど（１に近づくほど）同等の性能での小型化が達成されていることとなる。

まず、比較例のＭＩセンサ素子９の小型化指標φを算出する。
比較例のＭＩセンサ素子９の基体９２のＺ軸方向の下端９２３から段部９６までの高さは０．６ｍｍで、段部９６から上端９２２までの高さが０．０７ｍｍである。また、段部９６からのボンディングワイヤ７２のＺ軸方向高さは０．１５ｍｍである。それゆえ、比較例のＭＩセンサ素子の占有高さＨ（図１２）は、Ｈ＝０．６ｍｍ＋０．１５ｍｍ＝０．７５ｍｍである。
したがって、比較例のＭＩセンサ素子の小型化指標φは、φ＝０．７５ｍｍ／０．６ｍｍ＝１．２５となる。

一方、実施例１のＭＩセンサ素子１は、図２に示すごとく、ボンディングワイヤ７２が基体２の上端２２よりも下方に位置するため、ボンディングワイヤを含めても、そのＺ軸方向の占有高さＨ（図１）は、基体２のＺ軸方向高さに一致し、０．６ｍｍである。そして、磁性アモルファスワイヤ３は、基体２のＺ軸方向の全長にわたって形成されているため、その長さＬも０．６ｍｍである。

したがって、実施例１のＭＩセンサ素子の小型化指標φは、φ＝０．６ｍｍ／０．６ｍｍ＝１となる。
すなわち、実施例１のＭＩセンサ素子は、比較例のＭＩセンサ素子に対して、Ｚ軸方向に２０％の小型化を実現している。つまり、同じ磁性アモルファスワイヤの長さ、すなわち同じ磁気感度を確保しつつ、Ｚ軸方向の小型化を２０％実現することができる。

なお、ボンディングワイヤ以外の接続方法（例えば半田接続）を採用する場合などには、ボンディングワイヤの高さを考慮する必要がないが、この場合でも、実施例１のＭＩセンサ素子１は、比較例のＭＩセンサ素子９よりも小型となる。
すなわち、この場合、比較例のＭＩセンサ素子９の小型化指標φは、φ＝０．６７ｍｍ／０．６ｍｍ≒１．１２となり、実施例１のＭＩセンサ素子１の小型化指標φは、φ＝０．６ｍｍ／０．６ｍｍ＝１となる。それゆえ、この場合でも、約１０％の小型化を実現することができる。

また、比較例のＭＩセンサ素子９は、上記のごとく溝加工が必要なため、切削加工の容易な強度の低いセラミックスを基体９２の材料に使用することとなる。それゆえ、その厚み（磁性アモルファスワイヤ９３を配置した基体９２の表面９２１に直交する方向の厚み）も０．５ｍｍと厚くしている。
これに対し、実施例１のＭＩセンサ素子１では、溝加工を考慮する必要がないため、強度の高いセラミックスを使用しており、基体２の厚みを０．３ｍｍとしている。そして、端子台６の厚み（０．１ｍｍ）を加えても、ＭＩセンサ素子１の厚みは０．４ｍｍとなる。すなわち、ＭＩセンサ素子の厚みについても、比較例に比べて、実施例１の方が薄くすることができる。
以上のような実施例１と比較例との差異は、実施例２と比較例との間においても同様のことが言える。

なお、仮に比較例において溝加工を行わずにワイヤ用電極端子１１及びコイル用電極端子１２を形成することができたとしても、ワイヤボンディングを行う場合には、結局、ボンディングワイヤを含めたＭＩセンサ素子のＺ軸方向の占有高さＨと、磁性アモルファスワイヤの長さＬとの比（Ｈ／Ｌ）であるＭＩセンサ素子の小型化指標φは大きくなってしまう。すなわち、この場合、磁性アモルファスワイヤの長さＬを０．６０ｍｍとしたとき、ボンディングワイヤを含めたＭＩセンサ素子のＺ軸方向の占有高さＨは、０．７５ｍｍと長くなる。それゆえ、小型化指標φは、φ＝０．７５ｍｍ／０．６０ｍｍ≒１．２５となり、実施例１のφ＝１に比べて大きい。すなわち、この場合に比べても、本発明のＭＩセンサ素子は、同性能での小型化を実現できることとなる。

実施例１における、ＭＩセンサ素子の正面図。 実施例１における、ボンディングワイヤを接続した状態の、図１のＡ−Ａ線矢視断面相当のＭＩセンサ素子の断面図。 図１のＢ−Ｂ線矢視断面図。 実施例１における、ＭＩセンサ素子を用いた磁気方位センサの斜視図。 実施例１における、基体ウエハの平面図。 実施例１における、基体ウエハの部分拡大平面図。 実施例１における、電子回路の概念説明図。 実施例１における、出力電圧の測定結果を示す線図。 実施例２における、ＭＩセンサ素子の正面図。 図９のＣ−Ｃ線矢視断面図。 比較例における、ＭＩセンサ素子の正面図。 比較例における、ボンディングワイヤを接続した状態の、図１１のＤ−Ｄ線矢視断面相当のＭＩセンサ素子の断面図。 図１１のＥ−Ｅ線矢視断面図。 比較例における、基体ウエハの切断方法の断面説明図。

符号の説明

１ マグネトインピーダンスセンサ素子（ＭＩセンサ素子）
１１ ワイヤ用電極端子
１１０ワイヤ用接続配線
１２ コイル用電極端子
１２０ コイル用接続配線
２ 基体
２１ （基体の）表面
３ 磁性アモルファスワイヤ
３１ ワイヤ通電端
４ 被覆絶縁体
５ 検出コイル
５１ コイル通電端
６ 端子台
６１ 端子搭載面

Claims (5)

1. 非磁性体からなる基体と、
   該基体上に保持された磁性アモルファスワイヤと、
   該磁性アモルファスワイヤが内側を貫通するように形成した被覆絶縁体と、
   該被覆絶縁体の周囲に形成した検出コイルと、
   上記基体における上記磁性アモルファスワイヤを配置した側の表面から立ち上がる端子搭載面を有する絶縁体からなる端子台と、
   上記端子搭載面に形成したワイヤ用電極端子及びコイル用電極端子と、
   上記ワイヤ用電極端子と上記磁性アモルファスワイヤに設けた一対のワイヤ通電端とを電気的に接続するワイヤ用接続配線と、
   上記コイル用電極端子と上記検出コイルに設けた一対のコイル通電端とを電気的に接続するコイル用接続配線とを有し、
   上記端子搭載面は、その法線が上記磁性アモルファスワイヤの長手方向成分を有し、かつ、上記磁性アモルファスワイヤの長手方向における、該磁性アモルファスワイヤの両端の間に配置されていることを特徴とするマグネトインピーダンスセンサ素子。
2. 請求項１において、上記端子搭載面は、その法線が上記磁性アモルファスワイヤの長手方向となるように形成されていることを特徴とするマグネトインピーダンスセンサ素子。
3. 請求項１又は２において、上記端子台は、上記磁性アモルファスワイヤ、被覆絶縁体、及び検出コイルの形成領域以外の領域に形成されていることを特徴とするマグネトインピーダンスセンサ素子。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、電子回路を形成してなるＩＣチップに、該ＩＣチップの主面の法線方向に上記磁性アモルファスワイヤの長手方向が向くように実装するための素子であることを特徴とするマグネトインピーダンスセンサ素子。
5. 請求項１〜３のいずれか一項において、電子回路を形成してなるＩＣチップを搭載したＩＣ基板に、該ＩＣ基板の主面の法線方向に上記磁性アモルファスワイヤの長手方向が向くように実装するための素子であることを特徴とするマグネトインピーダンスセンサ素子。

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