特許 5737976 磁気センサ、磁気センサモジュール、磁気センサの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5737976

(24)【登録日】2015年5月1日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】磁気センサ、磁気センサモジュール、磁気センサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/09 20060101AFI20150528BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20150528BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/06 R

   G01R33/02 U

   G01R33/02 W

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-22033(P2011-22033)

(22)【出願日】2011年2月3日

(65)【公開番号】特開2012-163369(P2012-163369A)

(43)【公開日】2012年8月30日

【審査請求日】2014年1月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000108410

【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067736

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100096677

【弁理士】

【氏名又は名称】伊賀 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100106781

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 稔也

(74)【代理人】

【識別番号】100113424

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 信博

(74)【代理人】

【識別番号】100150898

【弁理士】

【氏名又は名称】祐成 篤哉

(72)【発明者】

【氏名】菅原 淳一

(72)【発明者】

【氏名】千葉 淳司

(72)【発明者】

【氏名】星 一廣

(72)【発明者】

【氏名】徳竹 房重

【審査官】 續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−１０８９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３２６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９８４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４５６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３３４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２３６８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１４６８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３３／０９

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
上記基板の表面に形成され、外部磁界に応じて感磁領域の抵抗値が変化する感磁素子を有する磁気回路部と、
上記基板の表面に形成された磁気回路部を被覆する第１の無機膜と、
上記第１の無機膜を被覆する第１の有機樹脂層と、
上記感磁領域に対して外部電磁波を遮断するように、上記第１の有機樹脂層を被覆する非磁性導電膜と、
上記非磁性導電膜を被覆する第２の有機樹脂膜と、
上記第２の有機樹脂膜の上面に形成された第２の無機膜と、
上記基板の表面に、上記磁気回路部と電気的に接続されるように形成された端子部とを備え、
上記非磁性導電膜は、上記端子部の接地端と電気的に接続され、
上記端子部は、その上面に、上記非磁性導電膜と同じ厚みの導電膜を有することを特徴とする磁気センサ。

【請求項2】

外部磁界を検出する磁気センサと、
上記磁気センサの検出信号を外部に出力する外部接続用基板とを備え、
上記磁気センサは、
基板と、
上記基板の表面に形成され、外部磁界に応じて感磁領域の抵抗値が変化する感磁素子を有する磁気回路部と、
上記基板の表面に形成された磁気回路部を被覆する第１の無機膜と、
上記第１の無機膜を被覆する第１の有機樹脂層と、
上記感磁領域に対して外部電磁波を遮断するように、上記第１の有機樹脂層を被覆する非磁性導電膜と、
上記非磁性導電膜を被覆する第２の有機樹脂膜と、
上記第２の有機樹脂膜の上面に形成された第２の無機膜と、
上記基板の表面に、上記磁気回路部と電気的に接続されるように形成された端子部とを有し、
上記非磁性導電膜は、上記端子部の接地端と電気的に接続され、
上記端子部は、その上面に、上記非磁性導電膜と同じ厚みの導電膜を有し、
上記外部接続用基板は、上記端子部と電気的に接続されるとともに、上記磁気センサとの接合部の周囲が絶縁性樹脂で封止されていることを特徴とする磁気センサモジュール。

【請求項3】

基板の表面に、外部磁界に応じて感磁領域の抵抗値が変化する感磁素子を有する磁気回路部と、該磁気回路部と電気的に接続される端子部とを形成する磁気回路部形成工程と、
上記基板の表面に形成された磁気回路部を、第１の無機膜で被覆する第１の無機膜被覆工程と、
上記第１の無機膜を第１の有機樹脂層で被覆する第１の有機膜被覆工程と、
上記第１の有機樹脂層の表面の上記感磁領域を、外部電磁波を遮断する非磁性導電膜で被覆する非磁性導電膜被覆工程と、
上記非磁性導電膜を、第２の有機樹脂膜で被覆する第２の有機樹脂膜被覆工程と、
上記第２の有機樹脂膜の上面に、第２の無機膜を形成する第２の無機膜形成工程とを有し、
上記非磁性導電膜は、上記端子部の接地端と電気的に接続され、
上記端子部は、その上面に、上記非磁性導電膜と同じ厚みの導電膜を有することを特徴とする磁気センサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械、産業機械及び一般計測機械等の可動部の移動距離及び位置を検出する位置検出装置に使用される磁気センサ、磁気センサーモジュール、及び、磁気センサの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

外部磁界によって抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気センサは、広く用いられている。工作機械等では、可動部分に磁気信号が記録されたスケールを固定し、磁気センサで磁気信号を読み取ることにより移動量を検出している。

【0003】

このような磁気センサとして用いられる磁気抵抗素子の抵抗変化率は、数％程度であり、検出信号の信号レベルが非常に小さい。このため、放電加工機等の電磁波が大きく発生する環境下において、磁気センサは、正確な動作ができない。よって、例えば、特許文献１、２、３には、磁気センサの磁気抵抗素子から電磁波をシールドする技術について記載されている。

【0004】

また、磁気センサを用いた位置検出装置は、位置検出の分解能を高めるため、磁気記録信号のピッチを細かくする必要がある。よって、位置検出装置は、磁気記録媒体と磁気抵抗素子とを接近させる必要があるが、振動により磁気記録媒体と磁気センサとが接触してしまう虞がある。

【0005】

また、このような位置検出装置では、磁気記録媒体と磁気センサとの間にスペーサを挟んで組み立てを行い、組み立て後にスペーサを引き抜く際に磁気センサに損傷を与えてしまうことがある。

【0006】

また、このような位置検出装置は、工作機械の稼働中に切削粉が混入して磁気センサに損傷を与える場合もある。例えば特許文献４には、このような外的衝撃から磁気抵抗素子を保護するため、磁気検出器の最外表面に硬質皮膜が形成された位置検出装置が記載されている。

【0007】

さらに、このような位置検出装置は、切削機械の内部などの研削液が付着する過酷な環境下で用いられる場合には、高い信頼性を確保する観点から、防水性や防食性などを確保することが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−２３２６１６号公報

【特許文献2】特開平０７−１８１２４１号公報

【特許文献3】特開平０３−１４６８８８号公報

【特許文献4】特開２００４−２４５６４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述したように、工作機械などに組み込まれる位置検出装置の磁気センサは、電磁波ノイズの侵入を防止する対策、外的衝撃から磁気抵抗素子を保護する対策、研削液などが付着する環境でも信頼性を確保する対策を全て満たすことが望まれる。

【0010】

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、電磁波ノイズの侵入を防止し、外的衝撃から磁気抵抗素子を保護し、防水性、防食性を確保することが可能な磁気センサ、磁気センサモジュール、及び、磁気センサ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】

【0011】

上述した課題を解決するための手段として、本発明に係る磁気センサは、基板と、基板の表面に形成され、外部磁界に応じて感磁領域の抵抗値が変化する感磁素子を有する磁気回路部と、基板の表面に形成された磁気回路部を被覆する第１の無機膜と、第１の無機膜を被覆する第１の有機樹脂層と、感磁領域に対して外部電磁波を遮断するように、第１の有機樹脂層を被覆する非磁性導電膜と、非磁性導電膜を被覆する第２の有機樹脂膜と、第２の有機樹脂膜の上面に形成された第２の無機膜と、基板の表面に、磁気回路部と電気的に接続されるように形成された端子部とを備え、非磁性導電膜は、端子部の接地端と電気的に接続され、端子部は、その上面に、非磁性導電膜と同じ厚みの導電膜を有する。

【0012】

また、本発明に係る磁気センサモジュールは、外部磁界を検出する磁気センサと、磁気センサの検出信号を外部に出力する外部接続用基板とを備え、磁気センサは、基板と、基板の表面に形成され、外部磁界に応じて感磁領域の抵抗値が変化する感磁素子を有する磁気回路部と、基板の表面に形成された磁気回路部を被覆する第１の無機膜と、第１の無機膜を被覆する第１の有機樹脂層と、感磁領域に対して外部電磁波を遮断するように、第１の有機樹脂層を被覆する非磁性導電膜と、非磁性導電膜を被覆する第２の有機樹脂膜と、第２の有機樹脂膜の上面に形成された第２の無機膜と、基板の表面に、磁気回路部と電気的に接続されるように形成された端子部とを有し、非磁性導電膜は、端子部の接地端と電気的に接続され、端子部は、その上面に、非磁性導電膜と同じ厚みの導電膜を有し、外部接続用基板は、端子部と電気的に接続されるとともに、磁気センサとの接合部の周囲が絶縁性樹脂で封止されている。

【0013】

また、本発明に係る磁気センサの製造方法は、基板の表面に、外部磁界に応じて感磁領域の抵抗値が変化する感磁素子を有する磁気回路部と、磁気回路部と電気的に接続される端子部とを形成する磁気回路部形成工程と、基板の表面に形成された磁気回路部を、第１の無機膜で被覆する第１の無機膜被覆工程と、第１の無機膜を第１の有機樹脂層で被覆する第１の有機膜被覆工程と、第１の有機樹脂層の表面の上記感磁領域を、外部電磁波を遮断する非磁性導電膜で被覆する非磁性導電膜被覆工程と、非磁性導電膜を、第２の有機樹脂膜で被覆する第２の有機樹脂膜被覆工程と、第２の有機樹脂膜の上面に、第２の無機膜を形成する第２の無機膜形成工程とを有し、非磁性導電膜は、端子部の接地端と電気的に接続され、端子部は、その上面に、非磁性導電膜と同じ厚みの導電膜を有する。

【発明の効果】

【0014】

本発明は、感磁素子が非磁性導電膜に覆われていることによって、電磁波ノイズの侵入を防止し、外表面に形成されている第２の無機膜によって、外的衝撃から磁気抵抗素子を保護する。また、本発明は、非磁性導電膜が第１の有機樹脂膜と第２の有機樹脂膜とに覆われていることによって、非磁性導電膜の防食性を確保しつつ、第１、第２の有機樹脂膜の間に挟まれた非磁性導電膜によって、感磁素子を確実に防水することができる。したがって、本発明は、信頼性を確保しつつ、工作機械などに組み込まれる位置検出装置の磁気センサとして用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明が適用された磁気センサが組み込まれた分離型の位置検出装置の構成について説明するための図である。

【図2】本発明が適用された磁気センサが組み込まれた一体型の位置検出装置の構成について説明するための図である。

【図3】本発明が適用された磁気センサモジュールの構成について説明するための図である。

【図4】本発明が適用された磁気センサの断面構造について説明するための図である。

【図5】磁気回路部形成工程について説明するための図である。

【図6】磁気回路部形成工程について説明するための図である。

【図7】第１の無機膜被覆工程について説明するための図である。

【図8】第１の有機膜被覆工程について説明するための図である。

【図9】非磁性導電膜被覆工程について説明するための図である。

【図10】第２の有機樹脂膜被覆工程について説明するための図である。

【図11】第２の無機膜形成工程について説明するための図である。

【図12】封止工程について説明するための図である。

【図13】比較例１に係る磁気センサモジュールの構成について説明するための図である。

【図14】比較例２に係る磁気センサモジュールの構成について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。

【0017】

本発明が適用された磁気センサは、工作機械、産業機械及び一般計測機械等の可動部の移動距離及び位置を検出する位置検出装置に使用されるものであって、特に、切削機械の内部などの研削液が付着する過酷な環境下で用いられるのに好適なものである。このような、磁気センサは、例えば、図１に示すような、スケール１０と読取ヘッドケース１３とが分離可能な位置検出装置１に組み込まれて使用される。

【0018】

位置検出装置１は、図１（Ａ）に示すように、磁気目盛り１０ａが長手方向に記録されたスケール１０と、磁気目盛り１０ａを検出する磁気センサを内蔵する磁気センサモジュール１１が読取ヘッド１２に取り付けられた読取ヘッドケース１３とを備える。

【0019】

スケール１０は、例えば、平板の形状をしたスケール母材（ガラス基板）表面にメタル磁性粉及び有機バインダ（ウレタン等）その他添加剤を有機溶剤で混合撹拌したものを塗布し、所定時間放置して乾燥し硬化させて磁気目盛り１０ａを形成し、形成した磁気目盛り１０ａ上に長手方向に沿って所定のピッチでＳ極とＮ極が交互に並んだ磁気目盛りを記録して作成されるものである。

【0020】

このような構成からなる位置検出装置１は、磁気目盛り１０ａ上を読取ヘッドケース１３が移動することで、図１（Ｂ）に示すように、磁気センサモジュール１１内に内臓された磁気センサ２１が、この相対位置の変化に応じて変化する磁気目盛り１０ａからの磁界の変化を検出することで、移動量の検出を行う。

【0021】

また、本発明が適用された磁気センサは、例えば、図２に示すような、スケール１１０と読取ヘッドケース１３とが一体となった位置検出装置１ａに組み込まれて使用される。

【0022】

位置検出装置１ａは、図２（Ａ）に示すように、読取ヘッドケース１３を直線方向にガイドするガイド部１１０ａに磁気目盛り１０ａが形成されたスケール１１０と、磁気目盛り１０ａを検出する磁気センサを内蔵する磁気センサモジュール１１が取り付けられた読取ヘッドケース１３とを備える。ここで、便宜上、位置検出装置１ａについて、位置検出装置１と同様の構成については同じ符号を付して説明するものとする。

【0023】

このような構成からなる位置検出装置１ａは、磁気目盛り１０ａ上を読取ヘッドケース１３が移動することで、磁気センサモジュール１１内に内臓された磁気センサ２１が、図２（Ｂ）に示すように、この相対位置の変化に応じて変化する磁気目盛り１０ａからの磁界の変化を、図１（Ｂ）の場合に比べて高密度に検出することで、移動量の検出を行う。

【0024】

このような位置検出装置１ａは、例えば、相対的に直線移動する工作機械等の基準部と可動部とに取り付けられる。位置検出装置１ａは、スケール１１０或いは磁気センサモジュール１１のいずれか一方が、移動をしない基準部に固定され、他方が、可動部に固定される。スケール１１０は、可動部の移動方向に平行となるように取り付けられる。

【0025】

磁気センサモジュール１１は、図３に示すように、外部磁気を検出することによって、スケール１０に記録されている磁気目盛り１０ａを検出する磁気センサ２１と、磁気センサ２１の検出信号を外部に出力する外部接続用基板２２とを備える。

【0026】

磁気センサ２１は、図３に示すように、略矩形状に形成されており、外部磁界に応じて感磁領域の抵抗値が変化する感磁素子を有する磁気回路部２１ａが内蔵されている。磁気回路部２１ａは、その一端に形成されている端子部により外部接続用基板２２と接続され、この外部接続用基板２２を介して、スケール１０から検出した信号を当該位置検出装置１の外部に出力する。

【0027】

以上のような構成からなる位置検出装置１に組み込まれる磁気センサ２１には、電磁波ノイズの侵入を防止する対策、外的衝撃から磁気抵抗素子を保護する対策、研削液などが付着する環境でも信頼性を確保する対策を全て満たすことが望まれ、これらの要求を満たすため、図４に示すような断面構造を有している。

【0028】

すなわち、磁気センサ２１は、基板３１と、基板３１の表面に形成された磁気回路部２１ａと、磁気回路部２１ａを被覆する第１の無機膜３２と、第１の無機膜３２を被覆する第１の有機樹脂層３３と、第１の有機樹脂層３３を被覆し、外部電磁波を遮断する非磁性導電膜３４と、非磁性導電膜３４を被覆する第２の有機樹脂膜３５と、第２の有機樹脂膜３５の表面に形成された第２の無機膜３６と、ＴｉＮ膜３７とを備えた積層構造となっている。ここで、被覆するということは、防食性、防水性を実現する観点から、外部に露出されないような状態で覆うことである。

【0029】

このような構造からなる磁気センサ２１は、磁気回路部２１ａの感磁素子が非磁性導電膜３４に覆われていることによって、電磁波ノイズの侵入を防止し、外表面に形成されている第２の無機膜３６によって、外的衝撃から磁気回路部２１ａを保護する。また、磁気センサ２１は、非磁性導電膜３４が第１の有機樹脂膜３３と第２の有機樹脂膜３５とに覆われていることによって、非磁性導電膜３４の防食性を確保しつつ、第１の有機樹脂膜３３と第２の有機樹脂膜３５との間に挟まれた非磁性導電膜３４によって、感磁素子を確実に防水することができる。

【0030】

このため、磁気センサ２１は、信頼性を確保しつつ、工作機械などに組み込まれる位置検出装置の磁気センサとして用いることができる。特に、磁気センサ２１は、上述したように、切削機械の内部などの研削液が付着する過酷な環境下で用いられるのに好適である。

【0031】

このような構造からなる磁気センサ２１を有する磁気センサモジュールは、具体的に次のような製造工程により製造される。

【0032】

まず、磁気回路部形成工程について、図５及び図６を参照して説明する。図５（Ａ）に示すように、ガラス、シリコン、セラミックス等の絶縁性を有する基板３１上に、電極膜４１として、例えばＡｌを厚さが１μｍとなるようにスパッタリング処理で成膜して、フォトリソグラフィ技術によりパターン形成を行う。この処理により、図５（Ｂ）に示すように、磁気回路部２１ａのうち感磁素子を含まない導線パターンと、磁気回路部２１ａと電気的に接続される端子部２１ｂとが、同一基板３１上に形成される。

【0033】

続いて、図６（Ａ）に示すように、磁性膜４２として、例えばＮｉ−Ｆｅを厚さが４０ｎｍとなるようにスパッタリング処理で成膜して、フォトリソグラフィ技術によりパターン成形を行う。この処理により、磁性膜４２が電極膜４１の表面に積層されるとともに、図６（Ｂ）に示すように、基板３１上の感磁領域３１ａに感磁素子２１ｃが形成される。

【0034】

なお、磁気回路部形成工程では、Ａｌなどの電極膜４１を用いなくても、磁性膜４２のみを基板３１上に直接パターン成形することにより、磁気回路部２１ａと端子部２１ｂとを形成することが可能であるが、基板３１との接着性をより高い状態で維持する観点から、特に電極膜４１を用いることが好ましい。

【0035】

次に、第１の無機膜被覆工程について、図７を参照して説明する。図７（Ａ）に示すように、基板３１上に形成された磁気回路部２１ａを、第１の無機膜３２で被覆する。具体的に、第１の無機膜３２として、ＳｉＯ_２を厚さが２００ｎｍとなるようにスパッタリング処理で成膜して、フォトリソグラフィ技術によりパターン成形を行う。この処理により、図７（Ｂ）に示すように、基板３１上のうち、端子部２１ｂ以外の領域を第１の無機膜３２で被覆する。なお、第１の無機膜３２として、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４を用いるようにしてもよい。

【0036】

次に、第１の有機膜被覆工程について図８を参照して説明する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、基板３１上のうち、端子部２１ｂ以外の領域を、第１の有機樹脂層３３で被覆する。具体的に、第１の有機樹脂層３３として、感光性ポリイミド樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターン形成を行い、熱処理によって硬化させる。例えば、感光性ポリイミド樹脂は、熱処理後に、１μｍのＡｌの電極膜の凹凸が露出することなく確実に被覆可能で、かつ、被覆面が平坦化になる膜厚として、この膜厚が３μｍとなるように塗布を行う。この第１の有機樹脂層３３は、磁気回路部２１ａと非磁性導電膜３４とを絶縁するとともに、磁気回路部２１ａを防水し、かつ、外部から加えられる衝撃から保護する。

【0037】

次に、非磁性導電膜被覆工程について図９を参照して説明する。図９（Ａ）に示すように、第１の有機樹脂層３３を、非磁性導電膜３４で被覆する。具体的に、下地３４１としてＣｒを厚さが４０ｎｍとなるようにスパッタリング処理で成膜し、続いて非磁性導電膜３４としてＣｕを厚さが３．６μｍとなるようにスパッタリング処理で成膜して、フォトリソグラフィ技術によりパターン成形を行う。この処理により、図９（Ｂ）に示すように、磁気回路部２１ａを覆って外部電磁波を遮断するため第１の有機樹脂層３３に積層されたシールド部３４ａと、シールド部３４ａと同一の厚さで端子部２１ｂに積層されるＣｕ端子３４ｂとがそれぞれ形成される。ここで、図９（Ｂ）に示すように、シールド部３４ａは、端子部２１ｂのうち、接地端として機能する端子に積層されたＣｕ端子３４ｂと電気的に接続された構造となっている。これによって、シールド部３４ａは、外部からの電磁波ノイズを受けても帯電することなく、磁気回路部２１ａの導電層に対して電位を０とすることができるので、外部からの電磁波ノイズの影響を低減させることができる。また、シールド部３４ａは、Ｃｕであるため、磁気回路部２１ａが浸水するのを防止することができる。

【0038】

なお、非磁性導電膜３４の膜厚の一例として３．６μｍを挙げたが、膜厚を厚くすれば、防水性を高め、電磁波ノイズの遮断性も高めることができる。これに対して、膜厚を厚くすると、感磁素子２１ｃとスケール１０との距離が相対的に離れるため、検出感度が低下する。よって、電磁波ノイズ遮断性、防水性、高い検出感度を全て実現する観点から、許容される厚みの範囲内、具体的には２μｍ〜８μｍで、非磁性導電膜３４を適宜調整することが好ましい。

【0039】

次に、第２の有機樹脂膜被覆工程について図１０を参照して説明する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、非磁性導電膜３４の上面３４２及び側面３４３が露出しないようにして、第２の有機樹脂膜３５で被覆する。具体的に、第２の有機樹脂膜３５として、基板３１上のうち、端子部２１ｂ以外の領域に、感光性ポリイミド樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターン形成を行い、熱処理によって硬化させる。例えば、感光性ポリイミド樹脂は、熱処理後に膜厚が５μｍとなるように塗布を行う。この第２の有機樹脂層３５は、シールド部３４ａを外的衝撃から保護し、第２の有機樹脂層３５に積層される第２の無機膜３６に加わる応力を緩和させる。また、第２の有機樹脂層３５は、シールド部３４ａを含む非磁性導電膜３４全体が腐食するのを防ぎ、さらに、磁気回路部２１ａが浸水することを確実に防ぐことができる。たとえば、感光性ポリイミド樹脂は、その吸水率が０．６％程度であり、上記の通り防食性、防水性の機能を十分に発揮することができる。

【0040】

なお、第２の有機樹脂層３３は、上記の通り感光性ポリイミド樹脂であって、第１の有機樹脂層３３と同一の部材を用いたが、これに限定されず、互いに異なる有機樹脂を用いるようにしてもよい。

【0041】

次に、第２の無機膜形成工程について図１１を参照して説明する。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第２の有機樹脂膜３５の表面に、第２の無機膜３６を形成する。具体的に、第２の無機膜３６として、ＳｉＯ_２を厚さが２μｍとなるようにスパッタリング処理で成膜し、続いて厚さが４０ｎｍのＣｒの下地３７１を介して、ＴｉＮ膜３７を厚さが４００ｎｍとなるようにスパッタリング処理で成膜し、フォトリソグラフィ技術によりパターン形成を行う。ここで、ＴｉＮ膜３７は、硬質膜であり、膜厚が厚くなると、応力が非常に大きくなる傾向にある。また、ＴｉＮ膜３７のような硬質膜は、膜厚が厚くなると、クラックが入り、ひび割れ易くなる傾向にある。このため、ＴｉＮ膜３７の膜厚を５００ｎｍ以上とすることが難しいので、本工程では、比較的に硬度が高く、なおかつ応力が相対的に小さいＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４等からなる第２の無機膜３６を上述のように厚さが２μｍとなるように成膜し、密着性を向上させるＣｒの下地３７１を介して、ＴｉＮ膜３７を厚さが４００ｎｍ程度となるように成膜することで、必要な硬度を確保しつつ、応力を減少させて、ひび割れを防止することができる。なお、第２の無機膜３６として、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４を用いるようにしてもよい。

【0042】

次に、封止工程について図１２を参照して説明する。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、外部接続用基板２２を、Ｃｕ端子３４ｂを介して端子部２１ｂと電気的に接続させて、磁気センサ２１との接合部２２ａの周囲をエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂２２ｂで封止する。

【0043】

以上の工程によって、本発明が適用された磁気センサ２１と、外部接続用基板２２とが接合された磁気センサモジュール１１が製造される。

【0044】

次に、上記の製造工程により製造された磁気センサモジュール１１の性能について、評価する。

【0045】

まず、本発明が適用された磁気センサ２１は、最外表面において、ＳｉＯ_２からなる第２の無機膜３６と、Ｃｒの下地３７１と、ＴｉＮ膜３７とからなる硬質の膜が積層されているので、組み立て次のスペーサーの引き抜きや、スケール１０上の磁気記録媒体と間で接触が起きても、キズが付かなく、外部衝撃から十分に保護できていることが確認できた。

【0046】

また、研削液などが付着する環境でも信頼性を確保する点について、図１３に示すような比較例１に係る磁気センサモジュール１１１と比較して評価した。

【0047】

比較例１に係る磁気センサモジュール１１１は、磁気センサモジュール１１に対して、シールド部３４ａとして機能する非磁性導電膜３４がない磁気センサ１２１を備えるものであり、その他の構造が同様であるため、便宜上、磁気センサモジュール１１と同様の符号を付している。

【0048】

磁気センサ２１、１２１を、東邦化学工業（株）製の切削液ＭＦ−２０００を１０倍に希釈した溶液に浸漬させ、端子部２１ｂから５Ｖの直流電圧を磁気回路部２１ａに印加し、６０℃の環境下で経時変化を評価した。

【0049】

この結果、シールド部３４ａとして機能する非磁性導電膜３４がない磁気センサ１２１は、５００時間相当で、切削液によりＡｌからなる電極膜４１が浸食して、磁気回路部２１ａに断線が発生したが、本発明が適用された磁気センサ２１は、１０００時間相当においても磁気回路部２１ａに断線が発生せず異常がないことが確認できた。

【0050】

また、本発明が適用された磁気センサ２１は、磁気回路部２１ａがシールド部３４ａで覆われているので、上記の比較例１に係る磁気センサ１２１と比べて、必要十分な電磁波シールド特性を得られることが確認できた。

【0051】

次に、本発明が適用された磁気センサ２１の検出感度について、図１４に示すような比較例２に係る磁気センサモジュール２１１と比較して評価した。

【0052】

比較例２に係る磁気センサモジュール２１１は、磁気センサモジュール１１に対して、第２の有機樹脂膜３５がない磁気センサ２２１を備えるものであり、その他の構造が同様であるため、便宜上、磁気センサモジュール１１と同様の符号を付している。

【0053】

第２の有機樹脂膜３５がない磁気センサ２２１については、温度が１２０℃、湿度が８５％ＲＨ、圧力が１．７ａｔｍ、試験時間を１００時間とした試験を行い、信頼性を評価した。

【0054】

この試験の結果、第２の有機樹脂膜３５がない磁気センサ２２１では、非磁性導電膜３４が腐食してしまい、電磁波ノイズの防止性能が低下する。

【0055】

第２の有機樹脂膜３５がない磁気センサ２２１では、本発明が適用された磁気センサ２１と比べて、感磁素子２１ｃとスケール１０との距離が近いため、高い検出感度が期待されるが、シールド部３４ａが腐食してしまうという問題がある。

【0056】

これに対して、本発明が適用された磁気センサ２１は、第２の有機樹脂膜３５がない磁気センサ２２１に比べて、感磁素子２１ｃとスケール１０との距離が相対的に離れているが、十分な検出感度を実現できることが確認できた。

【0057】

上記の比較例２との比較結果から、本発明が適用された磁気センサ２１において、第２の有機樹脂膜３５の膜厚は、非磁性導電膜３４の腐食を確実に防止する観点では厚い方が好ましい一方、高い検出感度を実現する観点では薄い方が好ましい。

【0058】

これら２つの観点から、本発明が適用された磁気センサ２１は、第２の有機樹脂膜３５の膜厚を、３μｍ〜８μｍの範囲とすることで腐食を確実に防止しつつ、高い検出感度を実現することができる点で特に好ましい。

【符号の説明】

【0059】

１ 位置検出装置、１０、１１０ スケール、１０ａ 磁気目盛り、１１、１１１、２１１ 磁気センサモジュール、１２ 読取ヘッド、１３ 読取ヘッドケース、２１、１２１、２２１ 磁気センサ、２１ａ 磁気回路部、２１ｂ 端子部、２１ｃ 感磁素子、２２ 外部接続用基板、２２ａ 接合部、２２ｂ 絶縁性樹脂、３１ 基板、３１ａ 感磁領域、３２ 第１の無機膜、３３ 第１の有機樹脂層、３４ 非磁性導電膜、３４ａ シールド部、３４ｂ Ｃｕ端子、３５ 第２の有機樹脂膜、３６ 第２の無機膜、３７ ＴｉＮ膜、３４１、３７１ 下地、４１ 電極膜、４２ 磁性膜、１１０ａ ガイド部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】