特許 7468344 ＭＩセンサ、及び、ＭＩ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】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】ＭＩセンサ、及び、ＭＩセンサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/02 20060101AFI20240409BHJP

【ＦＩ】

G01R33/02 D

G01R33/02 L

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020527282

(86)(22)【出願日】2019-05-21

(86)【国際出願番号】 JP2019020076

(87)【国際公開番号】W WO2020003815

(87)【国際公開日】2020-01-02

【審査請求日】2022-04-26

(31)【優先権主張番号】P 2018121668

(32)【優先日】2018-06-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】392019709

【氏名又は名称】ニデックアドバンステクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】楠田 達文

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－００４７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２２９１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９４５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０４７２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３００９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２８６８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７４５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４８２０１９６（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５６９９９２１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

線状の磁性導体と、
前記磁性導体の外周面に形成される絶縁体層と、
前記絶縁体層の外周面に螺旋状に形成される第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルと、を備えるＭＩセンサであって、
前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルは、導電層で形成され、
前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルが互いに直交する方向に配置され、
前記磁性導体は、前記第一コイルと前記第二コイルとの間、及び、前記第二コイルと前記第三コイルとの間で折り曲げられた、ＭＩセンサ。

【請求項2】

前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルが固定部で固定される、請求項１に記載のＭＩセンサ。

【請求項3】

前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルの両端部が前記絶縁体層を一周する環状のコイル電極として形成される、請求項１又は請求項２に記載のＭＩセンサ。

【請求項4】

線状の磁性導体の外周面に絶縁体層を形成する、絶縁工程と、
前記絶縁体層の外周面に導電層を形成する、導電層形成工程と、
前記導電層の外周面にレジスト層を形成する、レジスト工程と、
前記レジスト層をレーザーで露光することにより、前記レジスト層の外周面にそれぞれ螺旋状の第一溝条部、第二溝条部、及び、第三溝条部を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第一溝条部と前記第二溝条部との間で前記レジスト層を一周する第一間隙を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第二溝条部と前記第三溝条部との間で前記
レジスト層を一周する第二間隙を形成する、露光工程と、
前記レジスト層をマスキング材としてエッチングを行い、前記第一溝条部、第二溝条部、第三溝条部、第一間隙、及び、第二間隙における前記導電層を除去することにより、前記第一溝条部の周囲に残存する前記導電層で第一コイルを形成し、前記第二溝条部の周囲に残存する前記導電層で第二コイルを形成し、前記第三溝条部の周囲に残存する前記導電層で第三コイルを形成する、エッチング工程と、
前記磁性導体及び前記絶縁体層を、前記第一コイルと前記第二コイルとの間、及び、前記第二コイルと前記第三コイルとの間で折り曲げることにより、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルを互いに直交する方向に配置する、折り曲げ工程と、を備える、ＭＩセンサの製造方法。

【請求項5】

前記折り曲げ工程で配置した前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルを固定部で固定する、固定工程を備える、請求項４に記載のＭＩセンサの製造方法。

【請求項6】

前記露光工程において、前記レジスト層の外周面における前記第一溝条部よりも外端側に前記レジスト層を一周する第一端部を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第三溝条部よりも外端側に前記レジスト層を一周する第二端部を形成し、前記第一端部、前記第一溝条部、前記第一間隙、前記第二溝条部、前記第二間隙、前記第三溝条部、及び、前記第二端部を互いに離間して形成し、
前記エッチング工程において、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルのそれぞれの両端部で残存する前記導電層が前記絶縁体層を一周する環状のコイル電極として形成される、請求項４又は請求項５に記載のＭＩ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ＭＩセンサ、及び、ＭＩセンサの製造方法に関し、詳細には、簡易な構成でＭＩセンサを製造する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、アモルファスワイヤからなる磁性導体と、絶縁体を介して磁性導体の周囲に巻回される電磁コイルと、を備えたＭＩ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ：磁気インピーダンス）センサが知られている（例えば、特許文献１を参照）。上記の特許文献には、絶縁体の外周面に銅を含む金属材料を真空蒸着して金属膜を形成し、その後選択エッチングにより電磁コイルを形成するＭＩセンサが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３７８１０５６号公報

【発明の概要】

【0004】

ＭＩセンサは通常、対象物の静特性や動特性を三次元（又は二次元）でセンシングするために、上記従来技術の如く三個（又は二個）のＭＩ素子を互いに直交してＸ、Ｙ、Ｚ方向に配置することにより構成される。それぞれのＭＩ素子は中心軸にアモルファス系の磁性導体が用いられ、この磁性導体の周囲を巻くようにコイル（ピックアップコイル）が形成されている。そして、磁性導体にパルス電流を流し、その反応をコイルで検出する。

【0005】

上記の構成においては、ＭＩ素子自身が小さいために、複数のＭＩ素子を組み合わせて基板に実装する作業が煩雑になっていた。また、中心に備えられた磁性導体の両端にパルス電流を流すために、それぞれの両端に接続された配線を個別に外部に取り出す必要がある。即ち、例えば三次元のＭＩセンサでは三個のＭＩ素子におけるそれぞれの磁性導体から、合計６本の配線を取り出す必要があった。

【0006】

また、半導体プロセスを使用したＭＩ素子の場合、コイルの上部と下部を分けて形成する必要があるため、巻き数を自由に増やすことはできない。加えて、コイルの断面を円形にすることはできず、磁性導体とコイル間の距離が一定にならないため、電気的なロスが生じていた。

【0007】

さらに、エナメル線などの線材を空芯の円筒形材料に巻くことによりコイルを形成したＭＩ素子の場合、コイルの巻き数を比較的自由に設定することができる。しかし、コイル形成後に芯線として磁性導体を挿通しなければならず、結果的に芯線とコイル間の空間が生じてしまうため、電気的なロスが生じていた。このような電気的ロスはＭＩ素子における検知精度のばらつきの要因になるとともに、ＭＩ素子の個体差の原因になっていた。

【0008】

加えて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の磁性導体には別々の回路から高周波パルスを加えるか、または磁性導体同士を外部で接続してパルスを加える必要がある。しかし、前者では各方向への高周波パルスを厳密に同一にすることが難しく、また後者では接続部分の抵抗によって出力が変動しやすくなることから、ＭＩセンサにおいてＸ、Ｙ、Ｚ方向の個体差が生じる原因となっていた。

【0009】

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、実装作業を簡素化でき、磁性導体とコイルとの間に空間を開けずに距離を一定にすることにより電気的なロスを低減でき、ＭＩセンサごとの個体差及びＭＩセンサにおけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の個体差の発生を抑制することのできる、ＭＩセンサ、及び、ＭＩセンサの製造方法を提供することである。

【0010】

本発明は、上記課題を解決するために、以下に構成するＭＩセンサ、及び、ＭＩセンサの製造方法を提供する。

【0011】

本発明の一例に係るＭＩセンサは、線状の磁性導体と、前記磁性導体の外周面に形成される絶縁体層と、前記絶縁体層の外周面に螺旋状に形成される第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルと、を備えるＭＩセンサであって、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルは、導電層で形成され、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルが互いに直交する方向に配置されるものである。

【0012】

また、本発明の一例に係るＭＩセンサの製造方法は、線状の磁性導体の外周面に絶縁体層を形成する、絶縁工程と、前記絶縁体層の外周面に導電層を形成する、導電層形成工程と、前記導電層の外周面にレジスト層を形成する、レジスト工程と、前記レジスト層をレーザーで露光することにより、前記レジスト層の外周面にそれぞれ螺旋状の第一溝条部、第二溝条部、及び、第三溝条部を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第一溝条部と前記第二溝条部との間で前記レジスト層を一周する第一間隙を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第二溝条部と前記第三溝条部との間で前記レジスト層を一周する第二間隙を形成する、露光工程と、前記レジスト層をマスキング材としてエッチングを行い、前記第一溝条部、第二溝条部、第三溝条部、第一間隙、及び、第二間隙における前記導電層を除去することにより、前記第一溝条部の周囲に残存する前記導電層で第一コイルを形成し、前記第二溝条部の周囲に残存する前記導電層で第二コイルを形成し、前記第三溝条部の周囲に残存する前記導電層で第三コイルを形成する、エッチング工程と、前記磁性導体及び前記絶縁体層を、前記第一コイルと前記第二コイルとの間、及び、前記第二コイルと前記第三コイルとの間で折り曲げることにより、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルを互いに直交する方向に配置する、折り曲げ工程と、を備えるものである。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第一実施形態に係るＭＩセンサを示す斜視図。

【図2】製造途中におけるＭＩセンサを示す正面図。

【図3】図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線部分断面図。

【図4】第一実施形態に係るＭＩセンサの各製造工程を示す図。

【図5】第二実施形態に係るＭＩセンサを示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜ＭＩセンサ１Ａ（第一実施形態）＞
まず、図１から図３を用いて、本発明の第一実施形態に係る磁気インピーダンスセンサ（以下、単に「ＭＩセンサ」と記載する）１Ａの構成について説明する。ＭＩセンサ１Ａは、線状の磁性導体（本実施形態においてはアモルファスワイヤ２）に通電する電流の変化に応じてコイル６（Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚ）に誘起電圧が生じる、いわゆるＭＩ現象を利用して磁気センシングを行うものである。

【0015】

上記のＭＩ現象は、供給する電流方向に対して周回方向に電子スピン配列を有する磁性材料からなる磁性導体について生じるものである。この磁性導体の通電電流を急激に変化させると、周回方向の磁界が急激に変化し、その磁界変化の作用によって周辺磁界に応じて電子のスピン方向の変化が生じる。そして、その際の磁性導体の内部磁化及びインピーダンス等の変化が生じる現象がＭＩ現象である。

【0016】

図１及び図３に示す如く、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａには、線状の磁性導体として直径数十μｍ以下のＣｏＦｅＳｉＢ等の、外周形状が円形状の線条体であるアモルファスワイヤ２を用いている。本実施形態においては、磁性導体として感磁性能に優れたアモルファスワイヤ２を利用することにより、コイル６のひと巻あたりの出力電圧を増加させて巻き線数を減らすとともに、ＭＩセンサ１Ａの軸方向の長さを短く構成している。アモルファスワイヤ２の外周にはアクリル系樹脂である絶縁体層３が、横断面における外周形状が円形状となるように形成されている。なお、ＭＩセンサ１Ａに適用する磁性導体としては、本実施形態において採用したアモルファスワイヤ２に代えて、線状体に磁気異方性薄膜を被覆したもの、又は、Ｎｉ－Ｆｅ合金であるパーマロイ等を採用することも可能である。

【0017】

詳細には、絶縁体層３の外周形状は、アモルファスワイヤ２の外周形状と同心円状の円形状に、即ち、絶縁体層３の厚さが周方向で均一となるように形成されている。より具体的には、アクリル系の樹脂材が液中にイオン状態で分散している電着塗料の中にアモルファスワイヤ２を浸漬し、アモルファスワイヤ２と槽中の電着塗料との間に電圧を印加することにより、イオン状態のアクリル系樹脂がアモルファスワイヤに電着する。この方法によれば、印加する電圧によって絶縁層の厚みをコントロールできる。このようにしてアモルファスワイヤ２の表面に形成された電着塗料を、例えば１００度以上の高温で焼き固めることにより、絶縁体層３を形成している。本実施形態において、アモルファスワイヤ２と絶縁体層３とで芯線Ｓを構成している。

【0018】

絶縁体層３の外周面には、第一コイルであるＸ軸コイル６Ｘ、第二コイルであるＹ軸コイル６Ｙ、及び、第三コイルであるＺ軸コイル６Ｚがそれぞれ螺旋状に形成されている。図１に示す如く、各コイル６Ｘ～６Ｚは導電層で形成されている。具体的に、コイル６Ｘ～６Ｚの導電層は、無電解めっき層４と、無電解めっき層４の外周面に形成される電解めっき層５と、の二層で形成される（図３を参照）。なお、本実施形態におけるコイル６Ｘ～６Ｚの導電層の構成は一例であり、導電層を他の構成とすることも可能である。例えば、スパッタリング等の手法を用いてコイル６Ｘ～６Ｚの導電層を形成することも可能である。

【0019】

Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚは図１に示す如く、芯線ＳがＸ軸コイル６ＸとＹ軸コイル６Ｙとの間、及び、Ｙ軸コイル６ＹとＺ軸コイル６Ｚとの間で折り曲げられることにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に軸心を向けて配置される。即ち、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚは互いに直交する方向に配置されている。なお、Ｘ軸コイル６ＸとＹ軸コイル６Ｙとの間、及び、Ｙ軸コイル６ＹとＺ軸コイル６Ｚとの間で芯線Ｓを部分的に切り落とし、再度芯線Ｓを接続した状態で、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚを互いに直交する方向に配置することも可能である。

【0020】

図１に示す如く、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚのそれぞれの両端部は、絶縁体層３を一周する環状のコイル電極６Ｔとして形成されている。それぞれのコイル電極６Ｔには、各コイル６Ｘ～６Ｚに生じる誘起電圧を計測するための配線７Ｘ～７Ｚが接続されている。

【0021】

図２は芯線Ｓを折り曲げる前の状態のＭＩセンサ（以下、「直線状センサ」と記載する）１を示した正面図である。直線状センサ１においては、第一コイル６Ａ、第二コイル６Ｂ、及び第三コイル６Ｃが形成されている。第一コイル６Ａには螺旋状の第一溝部ＧＰ１が形成されており、同様に第二コイル６Ｂには第二溝部ＧＰ２、第三コイル６Ｃには第三溝部ＧＰ３が形成されている。

【0022】

第一コイル６Ａと第二コイル６Ｂとの間には芯線Ｓのみの第一間隙部ＧＱ１が形成されており、第二コイル６Ｂと第三コイル６Ｃとの間には芯線Ｓのみの第二間隙部ＧＱ２が形成されている。また、第一コイル６Ａの外端側には芯線Ｓのみの第一端子ＧＴ１が形成されており、第三コイル６Ｃの外端側には芯線Ｓのみの第二端子ＧＴ２が形成されている。このように構成された直線状センサ１において、芯線Ｓは第一間隙部ＧＱ１及び第二間隙部ＧＱ２において直交して屈曲されている。これにより、第一コイル６Ａ、第二コイル６Ｂ、及び第三コイル６ＣがそれぞれＸ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及びＺ軸コイル６Ｚとして互いに直交するＭＩセンサ１Ａが構成されるのである。

【0023】

次に、図４を用いて、ＭＩセンサ１Ａの製造方法（直線状センサ１を製造するまでの工程）について説明する。図４において、（ａ）は絶縁工程前のアモルファスワイヤ２、（ｂ）は絶縁工程後の状態、（ｃ）は無電解めっき工程後の状態、（ｄ）は電解めっき工程後の状態、（ｅ）はレジスト工程後の状態、（ｆ）は露光工程後の状態、（ｇ）はエッチング工程後の状態、（ｈ）はレジスト除去工程後の状態をそれぞれ示している。なお、直線状センサ１は長手方向に同様の構成が繰り返して形成されるため、図４においては一端部（第一コイル６Ａの周辺）側のみを図示し、他端部側については図示を省略している。

【0024】

本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａを製造する際には、図４中の（ａ）に示す如く、外周形状が円形状の線条体であるアモルファスワイヤ２を用意する。そして、図４中の（ｂ）に示す如く、アモルファスワイヤ２の外周に絶縁体を塗布し、絶縁体層３を形成する（絶縁工程）。この際、図３に示す如く、絶縁体層３の横断面における外周形状を、アモルファスワイヤ２の外周形状と同心円状の円形状に、即ち、絶縁体層３の厚さが周方向で均一となるように形成する。

【0025】

次に、絶縁体層３の外周面に、無電解めっき層４及び電解めっき層５で構成される導電層を形成する（導電層形成工程）。具体的には図４中の（ｃ）に示す如く、無電解Ｃｕめっきを施すことにより、絶縁体層３の外周面に無電解めっき層４を形成する（無電解めっき工程）。なお、本工程において、無電解Ａｕめっきを採用することも可能である。そして、図４中の（ｄ）に示す如く、電解Ｃｕめっきを施すことにより、無電解めっき層４の外周面に電解めっき層５を形成する（電解めっき工程）。なお、本工程において、電解Ａｕめっきを採用することも可能である。このように、本実施形態においては、無電解めっき及び電解めっきを用いて、絶縁体層３に金属膜を形成している。

【0026】

次に、電解めっき層５が形成されたアモルファスワイヤ２を、フォトレジスト液の入ったフォトレジスト槽に浸漬した後、所定速度（例えば、１ｍｍ／ｓｅｃの速度）で引き上げることにより、図４中の（ｅ）に示す如く電解めっき層５の外周面にレジスト層Ｒを形成する（レジスト工程）。

【0027】

次に、図４中の（ｆ）に示す如く、レジスト層Ｒをレーザーで露光し、レーザーで露光した部分を現像液で溶解することにより、レジスト層Ｒの外周面に螺旋状の第一溝条部ＧＡ１、第二溝条部ＧＡ２（及び、不図示の第三溝条部ＧＡ３）を形成する。さらに、レジスト層Ｒの外周面における第一溝条部ＧＡ１と第二溝条部ＧＡ２との間でレジスト層Ｒを一周する第一間隙ＧＢ１（及び、第二溝条部ＧＡ２と第三溝条部ＧＡ３との間でレジスト層Ｒを一周する不図示の第二間隙ＧＢ２）を形成する。さらに、レジスト層Ｒの外周面における第一溝条部ＧＡ１より外端側でレジスト層Ｒを一周する第一端部ＧＣ１（及び、第三溝条部ＧＡ３より外端側でレジスト層Ｒを一周する不図示の第二端部ＧＣ２）を形成する。これにより、第一溝条部ＧＡ１、第二溝条部ＧＡ２、第三溝条部ＧＡ３、第一間隙ＧＢ１、第二間隙ＧＢ２、第一端部ＧＣ１、及び、第二端部ＧＣ２の電解めっき層５が露出する（露光工程）。

【0028】

上記の露光工程におけるレーザーによる露光は、レジスト層Ｒが形成されたアモルファスワイヤ２の中心軸を軸として回転させつつ、軸方向に変位させながら行う。本実施形態においては、レーザーで露光した部分が現像液に溶解することにより、レジスト層Ｒに各種の溝（第一溝条部ＧＡ１、第二溝条部ＧＡ２、第三溝条部ＧＡ３、第一間隙ＧＢ１、第二間隙ＧＢ２、第一端部ＧＣ１、及び、第二端部ＧＣ２）が形成される、ポジ型フォトレジストを採用している。なお、本工程において、レーザーに露光しなかった部分が現像液に溶解してレジスト層に各種の溝が形成される、ネガ型フォトレジストを用いることも可能である。

【0029】

本実施形態においては図４中の（ｆ）に示す如く、第一端部ＧＣ１、第一溝条部ＧＡ１、第一間隙ＧＢ１、及び、第二溝条部ＧＡ２を互いに離間して形成している。同様に、第二溝条部ＧＡ２、第二間隙ＧＢ２、第三溝条部ＧＡ３、及び、第二端部ＧＣ２を互いに離間して形成している。

【0030】

次に、レジスト層Ｒに各種の溝が形成されたアモルファスワイヤ２を酸性の電解研磨液中に浸漬して電解研磨することにより、電解めっき層５の外周に残っているレジスト層をマスキング材としたエッチングを行う。これにより、図４中の（ｇ）に示す如く、レジスト層Ｒに各種の溝が形成されていた部分の無電解めっき層４及び電解めっき層５を除去する（エッチング工程）。

【0031】

図４中の（ｇ）に示す如く、無電解めっき層４及び電解めっき層５のうち、第一溝条部ＧＡ１が形成されていた部分には螺旋状の第一溝部ＧＰ１が形成される。同様に、第二溝条部ＧＡ２が形成されていた部分には螺旋状の第二溝部ＧＰ２が、第三溝条部ＧＡ３が形成されていた部分には螺旋状の第三溝部ＧＰ３が形成される。即ち、本工程において、第一溝条部ＧＡ１の周囲に残存する無電解めっき層４及び電解めっき層５で第一コイル６Ａを形成する。同様に、第二溝条部ＧＡ２及び第三溝条部ＧＡ３の周囲に残存する無電解めっき層４及び電解めっき層５で第二コイル６Ｂ及び第三コイル６Ｃを形成するのである。

【0032】

また、第一間隙ＧＢ１及び第二間隙ＧＢ２が形成されていた部分には第一間隙部ＧＱ１及び第二間隙部ＧＱ２が形成される。また、第一端部ＧＣ１及び第二端部ＧＣ２が形成されていた部分には第一端子ＧＴ１及び第二端子ＧＴ２が形成される。

【0033】

本実施形態においては上述の如く、第一溝条部ＧＡ１を第一端部ＧＣ１及び第一間隙ＧＢ１から離間して形成している。これにより、エッチング工程において、第一コイル６Ａの両端部で残存する無電解めっき層４及び電解めっき層５が絶縁体層３を一周する環状のコイル電極６Ｔとして形成される。同様に、第二溝条部ＧＡ２を第一間隙ＧＢ１及び第二間隙ＧＢ２から離間して形成することにより、第二コイル６Ｂの両端部にコイル電極６Ｔが形成される。同様に、第三溝条部ＧＡ３を第二間隙ＧＢ２及び第二端部ＧＣ２から離間して形成することにより、第三コイル６Ｃの両端部にコイル電極６Ｔが形成される。

【0034】

次に、図４中の（ｈ）に示す如く、剥離液等を用いて第一～第三コイル６Ａ～６Ｃの表面に残存するレジスト層Ｒを除去する（レジスト除去工程）。

【0035】

その後、直線状センサ１を第一間隙部ＧＱ１及び第二間隙部ＧＱ２で直交して折り曲げることにより、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及びＺ軸コイル６Ｚが互いに直交するＭＩセンサ１Ａを形成する（折り曲げ工程）。

【0036】

上記の如く、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａの製造方法においては、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及びＺ軸コイル６Ｚを一体的に備えるＭＩセンサ１Ａを製造することができる。これにより、ＭＩセンサ１Ａを実装する際に、複数のＭＩ素子を組み合わせる必要がないため、実装作業を簡素化することができる。

【0037】

また、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａによれば、アモルファスワイヤ２に通電する際に、第一端子ＧＴ１と第二端子ＧＴ２とのそれぞれに配線を接続してパルス電流を流せば良い。即ち、アモルファスワイヤ２に通電するための配線を２本とすることができるため、従来技術において三個のＭＩ素子のそれぞれに配線する構成と比較して容易に実装することが可能となる。

【0038】

また、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａの製造方法においては、絶縁工程において、絶縁体層３の横断面における外周形状を円形状に形成することにより、絶縁体層３の厚さを周方向で均一に形成している。これにより、アモルファスワイヤ２と、絶縁体層３の外周面に形成されるコイル６と、の間に空間を開けずに距離を一定にすることができる。具体的には、透磁率や誘電率が既知の物質である絶縁体層３で、アモルファスワイヤ２とコイル６との間を同心状に埋めることが可能となる。このため、コイル６における電気的なロスを低減できるため、ＭＩセンサ１Ａの感度を向上させることが可能となる。

【0039】

より詳細には、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａにおいては、横断面が円形状のアモルファスワイヤ２の表面に円形状の絶縁体層３が形成されることにより、絶縁体層３の厚さが周方向で均一に形成されている。このため、アモルファスワイヤ２とコイル６との距離を、周方向の位置によらず一定とすることができる。その結果、ＭＩセンサ１Ａの検知精度のばらつきを低減することができるため、ＭＩセンサ１Ａの個体差を抑制することが可能となる。また、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａの製造方法においては、同一プロセスで一度に多数のＭＩセンサ１Ａを作ることができることによっても、ＭＩセンサ１Ａの個体差を抑制することが可能となる。

【0040】

さらに、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａにおいては、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に配置されたコイル６の芯線に与えるパルスを、外部で接続することなく一元化することが可能となる。即ち、各方向のセンサ（コイル６）に同一の刺激パルスを厳密に管理することなく与えることができる。これにより、ＭＩセンサ１ＡにおけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の個体差の発生を抑制することが可能となる。なお、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚのそれぞれは直交するので相互インダクタンスは発生しない。

【0041】

上記の如く、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａの製造方法によれば、実装作業を簡素化でき、アモルファスワイヤ２とコイル６との間に空間を開けずに距離を一定にすることにより電気的なロスを低減でき、個体差及びＸ、Ｙ、Ｚ方向の個体差の発生を抑制することのできる、ＭＩセンサ１Ａを製造することが可能となるのである。

【0042】

また、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ａにおいては、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚの両端部に、絶縁体層３を一周する環状のコイル電極６Ｔが形成されている。これにより、各コイル６Ｘ～６Ｚの姿勢に関わらず、コイル電極６Ｔに配線７Ｘ～７Ｚを接続することができるため、実装作業をより簡易に行うことが可能となる。

【0043】

＜ＭＩセンサ１Ｂ（第二実施形態）＞
次に、図５を用いて、本発明の第二実施形態に係るＭＩセンサ１Ｂの構成について説明する。本実施形態においては、前記第一実施形態に係るＭＩセンサ１Ａと共通する構成については詳細な説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。

【0044】

図５に示す如く、本実施形態に係るＭＩセンサ１Ｂは、折り曲げ工程で配置した第一コイルであるＸ軸コイル６Ｘ、第二コイルであるＹ軸コイル６Ｙ、及び、第三コイルであるＺ軸コイル６Ｚを、固定部である樹脂モールドＰで固定する（固定工程）を経ることにより製造される。詳細には、樹脂モールドＰは正六面体に形成され、各面はＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸と直交する形状に形成されている。換言すれば、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚのそれぞれは、樹脂モールドＰで形成される正六面体の内部領域（樹脂モールドＰが充填される領域）内に収容され、樹脂モールドＰの表面を形成する各面に対して直交する方向に固定して配置されている。

【0045】

本実施形態によれば、Ｘ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚの相対位置を固定化できるため、樹脂モールドＰの位置を決めるだけでＸ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚの位置を決めることが可能となる。即ち、ＭＩセンサ１Ｂは、前記実施形態に係るＭＩセンサ１Ａと比較して、実装作業をより簡素化することが可能となるのである。

【0046】

なお、ＭＩセンサ１ＢにおいてＸ軸コイル６Ｘ、Ｙ軸コイル６Ｙ、及び、Ｚ軸コイル６Ｚを固定部で固定する方法としては、本実施形態において採用した樹脂モールドＰによる方法に代えて、クリップによる固定方法や、シール剤を各コイルの周囲に充填して固定する方法等、他の方法を採用することも可能である。

【0047】

即ち、本発明の一例に係るＭＩセンサは、線状の磁性導体と、前記磁性導体の外周面に形成される絶縁体層と、前記絶縁体層の外周面に螺旋状に形成される第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルと、を備えるＭＩセンサであって、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルは、導電層で形成され、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルが互いに直交する方向に配置されるものである。

【0048】

この構成によれば、実装作業を簡素化でき、磁性導体とコイル間に空間を開けずに距離を一定にすることにより電気的なロスを低減でき、ＭＩセンサごとの個体差及びＭＩセンサにおけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の個体差の発生を抑制することが可能となる。

【0049】

また、前記ＭＩセンサは、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルが固定部で固定されることが好ましい。

【0050】

この構成によれば、実装作業をより簡素化できる。

【0051】

また、前記ＭＩセンサは、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルの両端部が前記絶縁体層を一周する環状のコイル電極として形成されることが好ましい。

【0052】

この構成によれば、実装作業をさらに簡素化できる。

【0053】

また、本発明の一例に係るＭＩセンサの製造方法は、線状の磁性導体の外周面に絶縁体層を形成する、絶縁工程と、前記絶縁体層の外周面に導電層を形成する、導電層形成工程と、前記導電層の外周面にレジスト層を形成する、レジスト工程と、前記レジスト層をレーザーで露光することにより、前記レジスト層の外周面にそれぞれ螺旋状の第一溝条部、第二溝条部、及び、第三溝条部を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第一溝条部と前記第二溝条部との間で前記レジスト層を一周する第一間隙を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第二溝条部と前記第三溝条部との間で前記レジスト層を一周する第二間隙を形成する、露光工程と、前記レジスト層をマスキング材としてエッチングを行い、前記第一溝条部、第二溝条部、第三溝条部、第一間隙、及び、第二間隙における前記導電層を除去することにより、前記第一溝条部の周囲に残存する前記導電層で第一コイルを形成し、前記第二溝条部の周囲に残存する前記導電層で第二コイルを形成し、前記第三溝条部の周囲に残存する前記導電層で第三コイルを形成する、エッチング工程と、前記磁性導体及び前記絶縁体層を、前記第一コイルと前記第二コイルとの間、及び、前記第二コイルと前記第三コイルとの間で折り曲げることにより、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルを互いに直交する方向に配置する、折り曲げ工程と、を備えるものである。

【0054】

この構成によれば、実装作業を簡素化でき、磁性導体とコイルとの間に空間を開けずに距離を一定にすることにより電気的なロスを低減でき、ＭＩセンサごとの個体差及びＭＩセンサにおけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の個体差の発生を抑制することのできる、ＭＩセンサを製造することができる。

【0055】

また、前記ＭＩセンサの製造方法は、前記折り曲げ工程で配置した前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルを固定部で固定する、固定工程を備えることが好ましい。

【0056】

この構成によれば、実装作業をより簡素化できるＭＩセンサを製造することができる。

【0057】

また、前記ＭＩセンサの製造方法は、前記露光工程において、前記レジスト層の外周面における前記第一溝条部よりも外端側に前記レジスト層を一周する第一端部を形成し、前記レジスト層の外周面における前記第三溝条部よりも外端側に前記レジスト層を一周する第二端部を形成し、前記第一端部、前記第一溝条部、前記第一間隙、前記第二溝条部、前記第二間隙、前記第三溝条部、及び、前記第二端部を互いに離間して形成し、前記エッチング工程において、前記第一コイル、第二コイル、及び、第三コイルのそれぞれの両端部で残存する前記導電層が前記絶縁体層を一周する環状のコイル電極として形成されることが好ましい。

【0058】

この構成によれば、実装作業をさらに簡素化できるＭＩセンサを製造することができる。

【0059】

本発明の一例に係るＭＩセンサの製造方法、及び、ＭＩセンサによれば、実装作業を簡素化でき、磁性導体とコイル間に空間を開けずに距離を一定にすることにより電気的なロスを低減でき、ＭＩセンサごとの個体差及びＭＩセンサにおけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の個体差の発生を抑制することが可能となる。

【0060】

この出願は、２０１８年６月２７日に出願された日本国特許出願特願２０１８－１２１６６８を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例のみに限定して狭義に解釈されるべきものではない。

【符号の説明】

【0061】

１ 直線状センサ
１Ａ 磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）
１Ｂ ＭＩセンサ
２ アモルファスワイヤ（磁性導体）
３ 絶縁体層 ４ 無電解めっき層
５ 電解めっき層 ６ コイル
６Ａ 第一コイル ６Ｂ 第二コイル
６Ｃ 第三コイル ６Ｔ コイル電極
６Ｘ Ｘ軸コイル ６Ｙ Ｙ軸コイル
６Ｚ Ｚ軸コイル ７Ｘ 配線
７Ｙ 配線 ７Ｚ 配線
Ｒ レジスト層 Ｐ 樹脂モールド（固定部）
ＧＡ１ 第一溝条部 ＧＡ２ 第二溝条部
ＧＡ３ 第三溝条部 ＧＢ１ 第一間隙
ＧＢ２ 第二間隙 ＧＣ１ 第一端部
ＧＣ２ 第二端部 ＧＰ１ 第一溝部
ＧＰ２ 第二溝部 ＧＰ３ 第三溝部
ＧＱ１ 第一間隙部 ＧＱ２ 第二間隙部
ＧＴ１ 第一端子 ＧＴ２ 第二端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】