專利名稱：磁檢測元件、磁檢測器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁檢測元件及其制造方法，該磁檢測元件利用了檢測導體的阻抗隨磁性發(fā)生變化的磁阻抗效應。
背景技術(shù)：
作為檢測微弱的磁性或者磁場的磁檢測元件(磁傳感器)，過去眾所周知的是磁電阻效應型磁傳感器(以下稱為MR傳感器)。在MR傳感器中，利用MR傳感器的檢測導體的電阻值對應于磁場強度發(fā)生變化的磁電阻效應來檢測磁場。即使在將磁場的方向反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)磁場的情況下，因磁電阻效應產(chǎn)生的檢測導體的電阻的變化也與原方向的磁場的情況相同，所以不能檢測磁場的極性(N或S)。為了利用MR傳感器檢測磁場的極性，在MR傳感器上加偏置磁場，以便使得磁場產(chǎn)生的電阻變化因磁場的極性而不同。加偏置磁場的方式有將導體設(shè)置在MR傳感器的磁極的附近以使該導體流過直流偏流的方式、或?qū)⒂谰么盆F配置在磁極的兩端的方式等。MR傳感器根據(jù)因外部磁場產(chǎn)生的導體的直流電阻的變化來檢測磁場，因此，直流電阻的變化受磁極的磁性材料的影響很大，磁場的檢測靈敏度為0.1％～3％/Oe左右而不是很高。
作為比MR傳感器具有更高的靈敏度的磁傳感器，有利用“磁阻抗效應”的磁傳感器。在該種磁傳感器中，是根據(jù)下述現(xiàn)象的磁阻抗效應來檢測磁場，即軟磁體的導磁率隨著磁場強度(磁通密度)發(fā)生變化，由于導磁率的變化產(chǎn)生磁電路內(nèi)的導體的電感發(fā)生變化，結(jié)果使阻抗發(fā)生變化。這種磁傳感器的典型的情況是靈敏度為6％/Oe以上。
以下說明利用磁阻抗效應的磁傳感器的現(xiàn)有例。
參照圖30和圖31來說明第1現(xiàn)有例的磁傳感器。圖31是磁檢測裝置的電路圖，圖30是組入在磁檢測裝置中的第1現(xiàn)有例的磁傳感器的剖面圖。在含有圖30的所有的圖中，為了便于看清圖面，在剖面上沒有添加剖面線。在圖30中，使2個磁體1和2互相對立來形成磁極，在磁體1與2之間夾有導線14。將圖30的導線14連接至圖31所示的直流電源132，如用有黑點的圓印4所示那樣，當直流電流垂直于紙面從里面向面前流過時，在磁體1，2產(chǎn)生箭頭5，6所示的磁通，成為直流偏置磁場。在該狀態(tài)中，當將磁傳感器置于以箭頭100表示方向的外部磁場(以下，稱為外部磁場100)中時，則分別用箭頭7和8表示的磁通(以下，分別稱為磁通7和8)通過磁體1和2。穿過磁體1的磁通7與直流偏置磁場的磁通5同方向，所以穿過導線14的下部的磁通的密度增加。另一方面，穿過磁體2的磁通8與直流偏置磁場的磁通6反方向，所以穿過磁體2的導線14的上部的磁通的密度減小。其結(jié)果，在導線14的附近，磁體1的導磁率下降，在磁體2的導磁率上升。如果外部磁場100的方向為相反方向，則磁體1和2的導磁率的變化也分別相反。
在第1現(xiàn)有例的磁傳感器中，理論上不能檢測外部磁場100的方向。但是在實驗中雖然檢測靈敏度很低，但是能夠檢測外部磁場100的方向。其理由推測如下。即，根據(jù)外部磁場100的方向，磁體1和2的、導線14的附近的導磁率發(fā)生變化。導線14的電感隨著該導磁率的變化而變化。將圖31所示的高頻振蕩器131連接到導線14上，當流過高頻電流時，則隨著上述電感的變化，導線14的阻抗發(fā)生變化。隨著阻抗的變化，導線14的兩端子134、137之間的電壓發(fā)生變化，從該電壓變化能夠檢測外部磁場的強度和方向。
圖32表示第2現(xiàn)有例的磁傳感器的剖面圖。圖中，在非磁體的襯底9上設(shè)置與上述圖30所示的第1現(xiàn)有例相同的磁體1和2、以及導線14。為了保護磁體2，設(shè)置有保護膜2a。將具有該結(jié)構(gòu)的磁傳感器插入流有直流電流的線圈10以提供直流偏置磁場。
圖33是第3現(xiàn)有例的磁傳感器的剖面圖。圖中，具有襯底9、磁體1和2、導線14以及保護膜2a的磁傳感器的結(jié)構(gòu)與圖32的相同。在第3現(xiàn)有例中，由永久磁鐵18供給直流偏置磁場。
在圖32和圖33所示的磁傳感器中，直流偏置磁場的磁通以相同方向穿過磁體1和2。當將圖32的磁傳感器置于外部磁場100中時，則磁體1和2內(nèi)的、直流偏置磁場產(chǎn)生的磁通5和6的方向與外部磁場100產(chǎn)生的磁通7和8的方向相反，所以磁通5和6的密度減小。其結(jié)果，磁體1和2的導磁率增加，導線14的阻抗也增加。相反，當將該磁傳感器置于與箭頭相反的方向的外部磁場100中時，外部磁場產(chǎn)生的磁通的方向變?yōu)榕c圖中的箭頭7和8相反的方向，與直流偏置磁場產(chǎn)生的磁通5和6相同的方向。其結(jié)果，磁通5和6的密度增加，所以磁體1和2的導磁率下降，導線14的阻抗也下降。根據(jù)隨著外部磁場100的方向的磁通5和6的密度的增減，能夠與上述第1現(xiàn)有例相同地判別外部磁場100的強度和方向。在圖33所示的磁傳感器中的外部磁場100的方向判別的原理也與圖32中的相同。
在圖30所示的第1現(xiàn)有例的磁傳感器中，在外部磁場100的方向在為箭頭方向的情況與為相反方向的情況下的磁通密度的變化較少，因而導線14的阻抗變化也較少。因此，外部磁場100的方向的檢測靈敏度較低，并且外部磁場的強度的檢測靈敏度也較低。
在圖32所示的第2現(xiàn)有例的磁傳感器中，檢測靈敏度雖然高，但是作成直流偏置磁場的線圈7較大、并且其功耗也較大。因此不能實現(xiàn)小型低耗電的磁傳感器。
圖33所示的第3現(xiàn)有例的磁傳感器由于使用永久磁鐵，不容易調(diào)整偏置磁場的強度。而且由于安裝了永久磁鐵，在增加了重量的同時，還需要留有安裝永久磁鐵的空間，所以不能使磁傳感器小型輕量化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能高靈敏度地檢測外部磁場的強度和方向的小型輕量的磁檢測元件。
本發(fā)明的磁檢測元件具有軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在上述第1磁鐵心的一部分上的導線；以及在上述第1磁鐵心以及導線上夾著上述導線形成的、垂直于磁路的剖面的面積部分地不同的軟磁性膜的第2磁鐵心。
在本發(fā)明的磁檢測元件中，通過在導線流過磁性偏置用的直流電流和高頻載頻電流來構(gòu)成磁檢測器。在該磁檢測器中，設(shè)定上述直流電流以使得上述第2磁鐵心的剖面積不同的部分的磁場強度為“適當直流偏置磁場強度”。適當直流偏置磁場強度是指，在表示通過磁檢測元件的第1和第2磁鐵心的偏置磁通產(chǎn)生的磁場強度與導磁率的關(guān)系的特性曲線中，用相對磁場強度變化的導磁率的變化為最大的磁場強度來定義。將第2磁鐵心的剖面積不同的部分的磁場強度設(shè)定為上述的適當直流偏置磁場強度，由此，相對外部磁場產(chǎn)生的上述剖面積不同的部分的磁場強度的變化量的導磁率的變化量增加。由此，能得到磁場強度的檢測靈敏度高的磁檢測器。導磁率的變化的方向(增加或減少)由外部磁場的方向決定，所以由導磁率變化的方向能夠檢測外部磁場的方向。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測元件具有垂直于磁路的剖面的面積部分地不同的軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在上述第1磁鐵心的一部分上的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著上述導線形成在上述第1磁鐵心以及導線上，并且垂直于上述導線的邊緣部附近的磁路的剖面的面積比其它部分小。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)定磁性偏置用的直流電流以使得上述第2磁鐵心的剖面積小的部分的磁場強度為適當直流偏置磁場強度。將該磁檢測元件置于外部磁場中時，隨著外部磁場產(chǎn)生的磁鐵心的磁場強度的變化，導磁率變化，能夠檢測外部磁場的強度和方向。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測元件具有軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在上述第1磁鐵心上的一部分上的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著上述導線形成在上述第1磁鐵心上，并且厚度比上述第1磁鐵心薄。
根據(jù)本發(fā)明，通過使得2個磁鐵心中的一個比另一個薄，較薄的磁鐵心的直流偏置的磁通的密度增加。通過將較薄的磁鐵心的直流偏置的磁場強度定為適當直流偏置磁場強度，能夠提高外部磁場的檢測靈敏度。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測元件具有軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在上述第1磁鐵心上的一部分上的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著上述導線形成在上述第1磁鐵心上，并且厚度比上述第1磁鐵心厚。
根據(jù)本發(fā)明，通過使得2個磁鐵心中的一個比另一個薄，較薄的磁鐵心的直流偏置的磁通的密度增加。通過將較薄的磁鐵心的直流偏置的磁場強度定為適當直流偏置磁場強度，能夠提高外部磁場的檢測靈敏度。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測元件具有形成在軟磁性膜的第1磁鐵心的一個面的規(guī)定區(qū)域上的第1導線；形成在上述第1磁鐵心的另一個面的、與上述第1導線相對的區(qū)域上的第2導線；形成在上述第1磁鐵心的上述一個面和上述第1導線上的第2磁鐵心；以及形成在上述第1磁鐵心的上述另一個面和上述第2導線上的第3磁鐵心。
根據(jù)本發(fā)明，由第1導線、第1及第2磁鐵心構(gòu)成1個磁檢測元件。而且由第2導線、第1及第3磁鐵心構(gòu)成另1個磁檢測元件。由于2個磁檢測元件相疊層，所以能得到專有面積小的磁檢測元件。
本發(fā)明的磁檢測器具有垂直于磁路的剖面的面積部分地不同的軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在上述第1磁鐵心的一部分上的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著上述導線形成在上述第1磁鐵心和導線形成上，并且垂直于磁路的剖面的面積部分地不同。上述磁檢測元件還具有向所述第1以及第2磁鐵心提供與被檢測磁場的方向平行的方向的偏置磁場的磁偏置手段；以及使得在上述導線中在與上述被檢測磁場正交的方向上流有交流電流的交流載頻信號發(fā)生器。
根據(jù)本發(fā)明的磁檢測器，上述導線的阻抗隨著外部磁場而變化，使導線的兩端間的載頻信號電平發(fā)生變化，所以根據(jù)該變化能夠檢測外部磁場。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測器具有形成在軟磁性膜的第1磁鐵心的一個面的規(guī)定區(qū)域的第1導線；形成在上述第1磁鐵心的另一個面的、與上述第1導線相對的區(qū)域的第2導線；形成在上述第1磁鐵心的上述一個面和第1導線上的軟磁性膜的第2磁鐵心；以及形成在上述第1磁鐵心的上述另一個面和第2導線上的軟磁性膜的第3磁鐵心。上述磁檢測器還具有向上述第1、第2，以及第3磁鐵心提供與被檢測磁場的方向平行的方向的偏置磁場的磁偏置裝置；以及使得在上述第1和第2導線中在與上述被檢測磁場方向正交的方向上流有交流電流的交流載頻信號發(fā)生器。
根據(jù)本發(fā)明，由第1導線、第1及第2磁鐵心構(gòu)成1個磁檢測元件。由第2導線、第1及第3磁鐵心構(gòu)成另1個磁檢測元件。由于2個磁檢測元件相疊層，所以能得到專有面積小的磁檢測器。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測元件具有形成在非磁性襯底上的、大致呈長方形的軟磁性膜的第1磁鐵心；多個第1導線，形成在在上述第1磁鐵心上并且在與上述長方形的第1磁鐵心的長度方向正交的方向上具有規(guī)定的間隔；第2磁鐵心，夾著上述第1導線并且形成在所述第1磁鐵心上；以及串聯(lián)連接上述多個第1導線的多個第2導線。
根據(jù)本發(fā)明，將由形成在同一襯底上的第1及第2磁鐵心和第1導線構(gòu)成的磁檢測元件的多個元件的導線全部串聯(lián)連接著。因此，外部磁場產(chǎn)生的導線阻抗的變化與磁檢測元件的數(shù)量成比例，外部磁場的檢測靈敏度也與磁檢測元件的數(shù)量成比例。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測元件具有并行形成在非磁性襯底上的、大致呈長方形的軟磁性膜的多個的第1磁鐵心；在上述第1磁鐵心的上以規(guī)定的間隔在垂直于上述多個第1磁鐵心的長度方向的方向上形成的多個的第1導線；夾著所述第1導線分別形成在上述多個第1磁鐵心上的第2磁鐵心；以及串聯(lián)連接上述多個第1導線的第2導線。
根據(jù)本發(fā)明，將由形成在同一襯底上的第1及第2磁鐵心和第1導線構(gòu)成的磁檢測元件的多個元件的導線全部串聯(lián)連接著。從而，外部磁場產(chǎn)生的導線阻抗的變化與磁檢測元件的數(shù)量成比例，外部磁場的檢測靈敏度也與磁檢測元件的數(shù)量成比例。
本發(fā)明的磁檢測元件的制造方法具有將軟磁體的膜在非磁體的襯底上成膜為所希望的圖形，形成第1磁鐵心的工序；將所希望的圖形的導電體的膜成膜在上述第1磁鐵心的規(guī)定區(qū)域，形成導線的工序；在上述第1磁鐵心和導線上將軟磁性膜成膜為所希望的圖形，形成第2磁鐵心的工序；以及將上述第2磁鐵心的規(guī)定部分的厚度變薄的工序。
根據(jù)本發(fā)明，由于能夠采用薄膜成形技術(shù)制造磁檢測元件，所以能低成本地大批量生產(chǎn)磁檢測元件。
本發(fā)明的其它觀點的磁檢測元件的制造方法具有將軟磁體的膜在非磁體的襯底上成膜為所希望的圖形，形成第1磁鐵心的工序；將所希望的圖形的導電體的膜成膜在上述第1的絕緣膜的規(guī)定區(qū)域，形成導線的工序；將軟磁性膜在上述第1磁鐵心和導線上成膜為所希望的圖形，形成第2磁鐵心的工序；以及將上述第2磁鐵心的規(guī)定部分的厚度變薄的工序。
根據(jù)本發(fā)明，由于能夠采用薄膜成形技術(shù)制造磁檢測元件，所以能低成本地大批量生產(chǎn)磁檢測元件。
本發(fā)明的磁檢測元件具有軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在上述第1磁鐵心的一部分上的導線；相對上述第1導線保持電氣絕緣同時并行于上述第1導線形成的第2導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著上述第1和第2導線形成在上述第1磁鐵心上，并且垂直于磁路的剖面的面積部分地不同。
根據(jù)本發(fā)明，流有偏置磁場用的直流電流的導線和流有高頻電流的導線電氣絕緣，所以能夠?qū)⒋判云糜玫闹绷麟娏鞯碾妷汉驼袷庪娐返碾娫炊俗拥碾妷悍謩e選定為任意的值。


圖1(a)是本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的平面圖。
圖1(b)是圖1(a)的b-b剖面2(a)至(c)是表示本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的其它示例的各自的剖面圖。
圖3(a)至(c)是表示本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的動作的剖面4(a)是表示本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的其它示例的剖面圖。
圖4(b)是表示本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件其它示例的剖面圖。
圖5(a)和(b)分別是本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的其它的示例的平面圖和剖面圖。
圖6是本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的其它示例的剖面圖。
圖7是本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的其它示例的剖面圖。
圖8(a)和(b)分別是本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的其它示例的平面圖和剖面圖。
圖9(a)和(b)分別是本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的其它示例的平面圖和剖面圖。
圖10是本發(fā)明的第2實施例的磁檢測元件的斜投影圖。
圖11(a)至(c)分別是本發(fā)明的第2實施例的磁檢測元件的3個示例的剖面圖。
圖12(a)至(f)是本發(fā)明的第2實施例的磁檢測元件的各制造工序的剖面圖。
圖13(a)至(g)是本發(fā)明的第2實施例的其它的示例的磁檢測元件的各制造工序的剖面圖。
圖14是本發(fā)明的第2實施例的其它的示例的磁檢測元件的剖面圖。
圖15是本發(fā)明的第2實施例的其它的示例的磁檢測元件的剖面圖。
圖16(a)至(c)是本發(fā)明的第3實施例的磁檢測元件的3個示例的各自的剖面圖。
圖17是表示本發(fā)明的各實施例的導線剖面的縱橫比和周長的關(guān)系的曲線圖。
圖18(a)至(e)是本發(fā)明的第4實施例的磁檢測元件的5個示例的各自的剖面圖。
圖19(a)至(c)是表示本發(fā)明的第4實施例的磁檢測元件的動作的剖面圖。
圖20是本發(fā)明的第4實施例的磁檢測元件的其它示例的剖面圖。
圖21(a)是本發(fā)明的第5實施例的磁檢測元件的平面圖。
圖21(b)是本發(fā)明的第5實施例的磁檢測元件的模型的立體圖。
圖22是本發(fā)明的第6實施例的磁檢測元件的平面圖。
圖23是本發(fā)明的第7實施例的磁檢測元件的平面圖。
圖24是本發(fā)明的第8實施例的磁檢測元件的平面圖。
圖25是本發(fā)明的第9實施例的磁檢測元件的平面圖。
圖26是本發(fā)明的第10實施例的磁檢測元件的平面圖。
圖27是表示圖26的磁性傳感組件150的剖面的部分剖面圖。
圖28是使用本發(fā)明的第10實施例的磁檢測元件來構(gòu)成磁檢測器的振蕩型檢測電路的電路圖。
圖29是表示磁檢測器的磁鐵心內(nèi)的磁場強度(H)和導磁率(E)的關(guān)系的特性曲線。
圖30是第1現(xiàn)有例的磁檢測元件的剖面圖。
圖31是與本發(fā)明的各實施例和現(xiàn)有的磁檢測元件的導線構(gòu)成磁檢測器的放大器型檢測電路的電路圖。
圖32是第2現(xiàn)有例的磁檢測元件的剖面圖。
圖33是第3現(xiàn)有例的磁檢測元件的剖面圖。
具體實施例方式
以下，參照圖1至圖29來說明本發(fā)明的磁檢測元件的最佳實施例。在圖1至圖29含有的磁檢測元件的剖面圖中，為了容易看懂，在剖面中不添加剖面線。
《第1實施例》圖1(a)是本發(fā)明的第1實施例的磁檢測元件的平面圖，圖1(b)是圖1(a)的b-b剖面圖。圖1的磁檢測元件是在陶瓷等的非磁體的襯底41上將由軟磁性的膜構(gòu)成的第1磁鐵心11形成為帶狀。在磁鐵心11的中央部分形成薄膜的導線14，在磁鐵心11和導線14的上形成由軟磁性的膜構(gòu)成的第2磁鐵心12。即，在磁鐵心11與磁鐵心12之間夾有導線14，導線14的兩端部134、137導向外部。磁鐵心12具有導線14產(chǎn)生的臺階12a。磁鐵心12的臺階12a比其它的部分薄，厚度L約為其它部分的厚度的1/2。由此，在磁鐵心中，在臺階12a與磁路垂直的剖面的面積比其它的部分小。為了減小臺階12a的厚度L，如圖1(b)所示，希望導線14的邊緣部14c相對于磁鐵心11的面的角度θ近似于90度。在磁鐵心11的上形成導體膜并且利用光刻膠(photo resist)將成為導線的部分留下而進行蝕刻時，通過對抗蝕劑膜的材質(zhì)和厚度及蝕刻條件等作適當選擇，能夠?qū)⒔嵌圈燃庸こ山?0度。而且也可用眾所周知的剝離(lift off)方法。為了減小臺階12a的厚度L，在形成磁鐵心12時，調(diào)節(jié)磁性膜的成膜條件，也能使形成在導線14的邊緣部14c的磁性膜厚變薄。
在本實施例的磁檢測元件中，減小了臺階12a的厚度L并使垂直于磁鐵心12的磁路的剖面的面積小于其它的部分。在薄膜形成技術(shù)中，在導線14的邊緣部14c的附近減小厚度L是最簡單的，而且加工成本低。較佳的是，磁鐵心12的臺階12a的厚度L與磁鐵心12的其它部分的厚度之比為3∶4以下。磁鐵心11和12都是厚度為1.5μm的、使用FeTaN的軟磁性膜。導線14是左右寬度為10μm、厚度為1μm的銅膜。表面拋光(lapping)處理后的厚度L為0.7μm、角度θ為70度。后面還要詳細說明，導線14與磁鐵心11和12之間希望介入絕緣層。
圖2(a)，(b)以及(c)是表示本實施例的磁檢測元件的其它結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2(a)、(b)、(c)中，省略了圖1所示的襯底41的圖示。
圖2(a)的結(jié)構(gòu)中，在導線14的中央?yún)^(qū)域中，在磁鐵心12形成垂直于紙面方向的溝21，并使磁鐵心12的厚度部分變薄，減小垂直于磁路的剖面的面積(以下，單稱為剖面積)。由此，能夠得到與圖1(b)所示的使臺階12a的厚度L變薄情況相同的作用、效果。對于溝21，由于只要通過蝕刻等除去一部分即可，所以，加工工序很簡單。
在圖2(b)的結(jié)構(gòu)中，在導線14的邊緣部14c的附近的磁鐵心12形成垂直于紙面方向的溝22并使其厚度L減小。圖2(c)的結(jié)構(gòu)中，在導線14的邊緣部14c的附近的磁鐵心12，形成垂直于紙面方向的溝23。進一步，形成到達磁鐵心11的面的溝24并減小剖面積，以便包圍導線14的部分的磁鐵心12從兩端部的磁鐵心12d分離出來。上述的溝21、22、23及24也可通過離子蝕刻(ionmilling)加工、濕式(wet)蝕刻加工、激光加工等來形成。
參照圖3(a)、(b)、(c)來說明本實施例的磁檢測元件的動作。圖3(a)～(c)所示的磁檢測元件31具有與圖2(b)所示的相同結(jié)構(gòu)。在圖3(a)中，當將磁檢測元件31置于用箭頭100表示的方向的磁場(以下，稱為外部磁場100)中時，從磁檢測元件31的左端流入用箭頭32、33表示的磁通(以下，稱為磁通32、33)。磁鐵心11和12材質(zhì)相同，厚度也都為1.5μm，所以磁通32和33的磁通密度和磁通量基本相等。磁通32和33分別在磁鐵心11和12內(nèi)向右方前進，到達溝22的部分。由于溝22使磁鐵心12的厚度變薄，所以通過磁鐵心12的磁通的部分即磁路34和35，與其它部分相比剖面積較小，通常磁通密度大。磁通密度與導磁率的關(guān)系是，磁通密度增加越高則導磁率下降。導磁率的下降使溝22附近的導線14的電感降低。
圖3(b)和(c)是表示如圖31所示將本實施例的磁檢測元件31的導線14的兩端134、137連接至具有高頻振蕩器131、直流電源132和高頻放大器139的放大器型檢測電路時的動作的剖面圖。具有如此結(jié)構(gòu)的器件稱為“磁傳感器”。在圖3(a)和(b)中，只使圖31的電路的高頻振蕩器131工作并在導線14以垂直于紙面方向流過交流電流(載頻電流)。用虛線37(以下，稱為磁通37)來表示交流電流產(chǎn)生的磁通。磁通37是圍著導線14形成的。占磁路大部分的磁鐵心11和12e的導磁率較高，所以導線14的電感較高。為了保持高的電感，可以使磁路37的長度較短。由于導線14的電感與磁鐵心11和12e的導磁率成比例，因此，電感對應于用箭頭表示的外部磁場的強度而變化。由于導線14的電感的變化，導線14的阻抗發(fā)生變化，載頻電流的振幅變化。根據(jù)將載頻電流的振幅變化產(chǎn)生的導線14兩端134、137的輸出電壓用圖31所示的高頻放大器139放大、檢波后的輸出的載波信號電平，能夠檢測外部磁場的強度。圖2(a)所示的結(jié)構(gòu)中的磁檢測元件，溝21只有1個，所以高頻電流產(chǎn)生的磁通容易穿過，導線14的電感高。因此，磁場的檢測靈敏度比圖2(b)的磁檢測元件要高。
圖3(b)所示的磁檢測器即使在外部磁場100的方向為與圖的箭頭方向相反的向左的情況下，也能得到相同電平的輸出。從而，不能判別外部磁場100的方向。接著來說明用于方向判別的偏置磁場。
圖3(c)是表示在導線14中從圖31所示的直流電源132與紙面垂直地流過從跟前向里面的方向的直流偏置電流時的直流偏置磁通38的剖面圖。在磁鐵心11和12中穿過互為反方向的直流偏置磁通，所以導磁率的差很小。導線14中也流過高頻振蕩器131產(chǎn)生的載頻電流。由流過導線14的載頻電流，在導線14的兩端產(chǎn)生高頻電壓的載頻信號。由通過導線14周圍的磁鐵心11和12的直流偏置磁通38產(chǎn)生直流偏置磁場。在磁鐵心12中，由于磁路34和35與其它部分相比剖面積較小，故直流偏置的磁通密度高。圖29是表示在供給直流偏置磁場的磁檢測元件31中由通過磁鐵心11e、12e的直流偏置磁通所產(chǎn)生的磁場強度(H)與磁鐵心11，12的導磁率(E)的關(guān)系的特性曲線256。橫軸的(+)、(-)表示相對于外部磁場100的方向的直流偏置磁通38的方向，(+)為同方向，(-)為反方向。在圖29的特性曲線256中，當將流過導線14的直流電流值設(shè)定成以使得直流偏置磁場256的磁場強度H為特性曲線256的梯度最大的部分的磁場強度Ha，則磁場強度(H)的變化產(chǎn)生的磁鐵心11和12的導磁率(E)的變化也最大。將成為該狀態(tài)的直流偏置磁場的強度稱為“適當直流偏置磁場強度Ha”。
圖3(c)所示的磁鐵心12中，在磁路34和35由于磁路的剖面積比其它的部分的要小，直流偏置的磁通38的密度比其它部分要高，從而磁場強度也大。利用直流偏置電流的調(diào)節(jié)，使磁路34、35的磁場強度為適當直流偏置磁場強度Ha。這時，比磁路34、35剖面積大的磁鐵心11、12的其它部分的磁場強度低于適當直流偏置磁場強度Ha。
圖3(c)中，由圍著導線14的磁鐵心11e、12e的各磁通和通過溝22的磁路34、35的磁通的各自的密度決定的磁場強度分別用H11、H12、H22來表示。參照圖29來說明外部磁場100的強度以及方向發(fā)生變化時的磁場強度H11、H12、H22的變化。
在圖29中，沒有外部磁場100時，由于磁路34、35為適當直流偏置磁場強度Ha，所以磁場強度H22等于Ha(H22＝Ha)。這時，比磁路34、35剖面積大的磁鐵心11e、12e的直流偏置磁通的密度低于磁路34、35的磁通密度，所以如圖所示磁場強度H11、H12也低于磁場強度H22。E22是對應于磁場強度H22的導磁率。E11是對應于磁場強度H11的導磁率，E12是對應于磁場強度H12的導磁率。這時，導線14的阻抗是由對應于磁場強度Ha的導磁率E22所決定的值。
當將該狀態(tài)的磁檢測器如圖3(c)所示置于外部磁場100中，則外部磁場100產(chǎn)生的磁通36穿過磁鐵心11，磁通33a穿過磁鐵心12。由于磁通36、33a，如圖29所示，磁場強度H11、H12、H22分別如箭頭所示地變化。即，磁場強度H11減小成H11a，磁場強度H12、H22都增加，分別成H12a、H22a。導磁率E11、E12、E22都下降，分別成導磁率E11a、E12a、E22a。其結(jié)果導線14的兩端子134、137之間的阻抗下降，載頻信號的電平下降。
在外部磁場的方向為圖3(c)所示的從右向左的箭頭200的方向的情況下，在圖29中，磁場強度H11增加成H11b。磁場強度H12、H22都減小，分別成H12b、H22b。雖然磁場強度H11、H12的變化只對導磁率的變化起一點點作用，但磁場強度H22變?yōu)镠22b后，結(jié)果導磁率E22大幅度地增加成為導磁率E22b。當外部磁場如此變化時，由于在圖3(c)中，利用溝22使剖面積變小的磁路34、35的導磁率發(fā)生很大的變化，由此能夠檢測外部磁場100的方向。導線14的兩端子134、137之間的載頻信號的電平隨著與導磁率變化成比例的導線14的阻抗的變化而變化。由于用高頻放大器139能放大并檢波該載頻信號的高頻電壓，能夠?qū)⑼獠看艌?00的方向和強度作為電氣信號來檢測。
圖4(a)、(b)和圖5(a)、(b)表示作為本實施例的磁檢測元件的其它的示例。圖4(a)的磁檢測元件，使得導線14的下側(cè)的磁鐵心11的膜厚比上側(cè)的磁鐵心12的膜厚要薄并減小剖面積。
圖4(b)的磁檢測元件，導線14的上側(cè)的磁鐵心12的膜厚比磁鐵心11的膜厚要薄并減小剖面積。圖4(a)和(b)所示的磁檢測元件中的任何一個由于在成膜工序中，使磁鐵心11或12的膜厚變薄即可，因此，加工工序簡單。由于磁鐵心11和12中的任何一個的膜厚比另一個的要薄，在導線14的附近磁通密度變高，圖4(a)、(b)的磁檢測元件也能得到與本實施例的磁檢測元件相同的效果。
圖5(a)和(b)是其它的示例的磁檢測元件的各自的平面圖和剖面圖。該磁檢測元件是使導線14的部分的磁鐵心12g的寬度W1比其它部分的寬度W2要窄。磁鐵心11和12g的厚度相同。通過使寬度W1比其它部分的寬度W2要窄，在導線14的部分磁鐵心12的剖面積減小，能得到與如圖4(a)、(b)所示那樣減小磁鐵心11或12的膜厚的情況相同的效果。
圖6是第1實施例的其它示例的磁檢測元件的剖面圖。在該例中，在下側(cè)的磁鐵心11b的下面設(shè)置垂直于紙面方向的溝21b，在該部分使磁鐵心11b的剖面積比其它部分的要小。
圖7是本實施例的其它的示例的磁檢測元件的剖面圖。在該例中，在下側(cè)的磁鐵心11c的上面設(shè)置垂直于紙面方向的溝21d，使剖面積比其它部分的要小。
圖8(a)和(b)分別是其它示例的磁檢測元件的俯視圖和b-b剖面圖。在該例中，在上側(cè)的磁鐵心12j的、與導線14連接的部分形成圓或長圓的孔61。通過形成孔61，在該部分使磁鐵心12j的剖面積減小。通過改變孔61的面積，能夠?qū)⒋盆F心12j的該部分作成所希望的剖面積。
圖9(a)和(b)分別是另外的其它示例的磁檢測元件的俯視圖和b-b剖面圖。在該例中，在上側(cè)的磁鐵心12j的上面形成圓或長圓的凹部62。通過改變凹部62的面積和深度，能夠?qū)⒋盆F心的該部分作成所希望的剖面積。再者，孔61、凹部62的形狀不只限于圓或長圓，也可以是其它的形狀。
根據(jù)本實施例，通過在導線14的邊緣部附近的磁鐵心12設(shè)置溝22等的方法，設(shè)置有部分剖面積較小的部分，使外部磁場100的變化產(chǎn)生的導線14附近的磁鐵心12e的導磁率變化增加。其結(jié)果使導線14的電感的變化增大，作為磁檢測元件的檢測靈敏度也提高。以下的各實施例的外部磁場的檢測原理與本實施例的相同。
《第2實施例》參照圖10至圖15來說明本發(fā)明的第2實施例的磁檢測元件。
圖10是本發(fā)明的第2實施例的磁檢測元件的斜投影圖。圖11(a)是圖10所示的磁檢測元件的XIa-XIa的剖面圖。
圖11(b)和(c)分別是本發(fā)明的第2實施例的其它的2個示例的磁檢測元件的剖面圖。
圖10和圖11(a)中，在陶瓷等非磁性襯底41的上形成軟磁性膜的第1磁鐵心44。在磁鐵心44的中央?yún)^(qū)域形成由厚度為0.1μm的SiO2膜構(gòu)成的第1絕緣膜42，在其上跨過磁鐵心44形成導線14。在導線14上形成由厚度為0.1μm的SiO2膜構(gòu)成的第2絕緣膜43，其上形成第2的磁鐵心12。在襯底41的兩端部的磁鐵心44上，在離開磁鐵心12的部分形成有軟磁性膜的第2磁鐵心45。磁鐵心44和45的較佳的厚度都為1.5μm。在磁鐵心12的臺階12a磁鐵心12的剖面積比其它部分的要小。
在本實施例的結(jié)構(gòu)中，第2磁鐵心12僅僅設(shè)置在導線14上以及其周邊部。在端部區(qū)域T磁鐵心44與45重疊形成磁鐵心11，所以，襯底41的端部的磁通流入部40的磁鐵心11的膜厚為3μm。在導線14的附近的中央?yún)^(qū)域46a只有膜厚為1.5μm的磁鐵心44，所以從磁鐵心11的膜厚為3μm的端部的磁通流入部40流入的磁通穿過膜厚為1.5μm的磁鐵心44時，其磁通密度約為2倍。磁鐵心12的磁通密度也隨著磁鐵心44的磁通密度的增加而增加。由于該磁通密度的增加，與磁鐵心44的端部區(qū)域T和中央?yún)^(qū)域46a的膜厚相同的情況相比，外部磁場100產(chǎn)生的磁通的密度變化約為2倍，其結(jié)果提高了檢測靈敏度。
圖11(b)的例中，在襯底41上形成厚度為3μm的磁鐵心44之后，除去磁鐵心44的中央?yún)^(qū)域46a的表面部分并使其厚度減小到1.5μm左右。在端部區(qū)域T的磁鐵心44的上，在離開磁鐵心12的部分形成厚度為1.5μm的磁鐵心45。其它的結(jié)構(gòu)與圖11(a)所示的相同。在該例中，襯底41的端部的磁通流入部40的膜厚為4.5μm，導線43附近的中央?yún)^(qū)域46a的磁鐵心44的膜厚為1.5μm，其厚度比為3。其結(jié)果，磁鐵心44的中央?yún)^(qū)域46a的磁通密度為端部區(qū)域T的大約3倍，靈敏度也更高。
圖11(a)和(b)中，雖然第1磁鐵心44和第2磁鐵心12之間設(shè)置有絕緣膜42以使之電氣絕緣，但沒有必要使其兩者間必須絕緣。如絕緣膜42太厚，則磁路變長，導線14的電感下降，這不是理想的。
圖11(c)的例中，在圖11(b)的磁鐵心12的臺階12a形成垂直于紙面方向的溝47。由于形成了溝47，使磁鐵心12的斜面部的膜厚變薄，剖面積變小。還有，在希望盡可能提高靈敏度的情況下，最好是設(shè)置薄的絕緣膜42。構(gòu)成使用本實施例的磁檢測元件的磁檢測器時，與圖31的檢測電路連接，在導線14中流過直流和高頻電流。
圖12(a)至(f)是表示圖11(a)所示的第2實施例的磁檢測元件的制造方法的各工序的剖面圖。在圖12(a)中的非磁性陶瓷的襯底41上采用濺射(sputtering)的方法形成厚度為1.5μm的軟磁性膜，通過離子蝕刻處理形成所希望的形狀的第1磁鐵心44。
圖12(b)中，在磁鐵心44的中央?yún)^(qū)域采用濺射的方法形成厚度為0.1μm的SiO2膜，通過離子蝕刻處理形成所希望的形狀的第1絕緣膜42。
圖12(c)中，在絕緣膜42的中央?yún)^(qū)域采用濺射的方法形成厚度為1.0μm的Cu膜，通過離子蝕刻處理形成所希望的形狀的導線14。
圖12(d)中，在導線14的上采用濺射的方法形成厚度為0.1μm的SiO2膜，通過離子蝕刻處理形成所希望的形狀的第2絕緣膜43。
圖12(e)中，在絕緣膜42和43上、以及磁鐵心44的端部區(qū)域，采用濺射的方法形成厚度為1.5μm的軟磁性膜，通過離子蝕刻處理形成第2磁鐵心12和第1磁鐵心45。
圖12(f)中，在含有磁鐵心12和45的襯底41的整個面采用濺射的方法形成厚度為3μm的SiO2膜。接著，通過離子蝕刻處理作成所希望的形狀并形成保護膜51，同時設(shè)置圖示中省略的端子等之后結(jié)束成膜工序。最后，切割、加工成所希望的形狀，得到本實施例的磁檢測元件。
襯底41使用含有鎳、鈦、鎂的非磁性陶瓷。軟磁性膜較佳的是使用在含有鐵、鉭、氮的合金的多層的各層之間夾有作為層間絕緣膜的SiO2膜疊層形成的膜。
圖13(a)至(g)是表示圖11(b)所示的磁檢測元件的制造方法的各工序的剖面圖。
圖13(a)中，在陶瓷的襯底41上，采用濺射的方法形成厚度為3.0μm的軟磁性膜，通過離子蝕刻處理形成所希望的形狀的第1磁鐵心44。
圖13(b)中，遍及比用其后的工序形成的SiO2膜的區(qū)域稍大的范圍進行離子蝕刻處理，由此將磁鐵心44的中央部的區(qū)域的表面部分除去，形成深度為1.5μm的凹部46。
圖13(c)中，在上述凹部46采用濺射形成厚度為0.1μm的SiO2，通過離子蝕刻處理作成所希望的形狀以形成第1絕緣膜42。
圖13(d)中，在絕緣膜42的中央?yún)^(qū)域采用濺射形成厚度為1.0μm的Cu膜，通過離子蝕刻處理作成所希望的形狀以形成導線14。
圖13(e)中，采用濺射形成覆蓋導線14的厚度為0.1μm的SiO2膜，通過離子蝕刻處理作成所希望的形狀并形成第2絕緣膜43。
圖13(f)中，在絕緣膜42和43、以及磁鐵心44的兩端部區(qū)域采用濺射的方法形成厚度為1.5μm的軟磁性膜。接著通過離子蝕刻處理作成所希望的形狀并形成第2磁鐵心12和第1磁鐵心45。
圖13(g)中，采用濺射在含有磁鐵心12和45的整個面上形成厚度為3μm的SiO2膜，通過離子蝕刻處理作成所希望的形狀并形成保護膜51。
最后，為得到所希望的形狀，切割不要的部分(省略圖示)，完成磁檢測元件。
用于襯底41的陶瓷是含有鎳、鈦、鎂的非磁性材料。軟磁性膜較佳的是使用在含有鐵、鉭、氮的合金的多層的各層之間夾有作為層間絕緣膜的SiO2膜而疊層形成的膜。
還有，也可以在圖13(a)的工序之后，采用濺射形成軟磁性膜，通過離子蝕刻處理形成磁鐵心45。
在圖11(a)所示的磁檢測元件中，如圖14所示，在磁鐵心44與磁鐵心12之間也可以設(shè)置有絕緣膜42，使磁鐵心44與磁鐵心12絕緣。
圖15是本實施例的其它示例的磁檢測元件的剖面圖。該磁檢測元件中，在磁鐵心11k的中央?yún)^(qū)域形成用于減小剖面積的凹部，在該處形成導線14。在磁鐵心11k和導線14上形成有磁鐵心12k。雖然圖15的磁檢測元件在其制造工序與圖14的有所不同，但特性上幾乎沒有差別。
《第3實施例》參照圖16(a)和(c)的剖面圖來說明本發(fā)明的第3實施例的磁檢測元件。圖16(b)是用作比較說明的圖。圖16(a)，(b)和(c)中省略了圖示于圖10中的襯底41的圖示。圖16(a)和(c)所示的本實施例的磁檢測元件具有與上述第1實施例的圖1(b)所示的相類似的結(jié)構(gòu)，具備軟磁體的膜制成的第1和第2磁鐵心11和12、夾在磁鐵心11和12的中央部分的導體膜形成的導線14或34。本實施例與第1實施例的不同點在于，導線14或34的膜厚比第2磁鐵心12的膜厚要厚。
圖16(a)中，通過使導線14的膜厚比磁鐵心12的膜厚要厚，用通過導線14的邊緣部的點14a和點14b的虛線所示的路徑71中，穿過磁鐵心12的磁路12d的長度比穿過磁鐵心11的磁路11d的長度要長。而且，由于導線14變厚，采用濺射成膜時磁鐵心12的導線14的斜面部14c的厚度比其它部分要薄、剖面積比其它部分要小。在點14a的附近，由于路徑短，從外部磁場100流入磁鐵心12的磁通33的一部分向?qū)Т怕矢叩拇盆F心11移動。即，磁力線通過更近的路徑。從磁鐵心12移到磁鐵心11的磁通，與流入磁鐵心11的磁通32合流穿過磁路11d。其結(jié)果磁路11d的磁通密度比磁路12d的磁通密度高，提高了外部磁場的檢測靈敏度。
圖16(b)是與上述第1實施例相同導線24的厚度為1μm(寬度10μm)、比磁鐵心11、12的厚度1.5μm的要薄的示例。在該例中，在用點24a、24b之間的虛線所表示的路徑73中，穿過磁鐵心11的磁路和穿過磁鐵心12的磁路之差不是很大。
圖16(c)是導線34的厚度為2μm、寬度為5μm、磁鐵心11，12的厚度為1.5μm的示例。導線24和34的剖面積相同，所以每單位長度的直流電阻相同。在圖16(c)的例中，使導線34的厚度比磁鐵心12的厚度大幅度增加并且縮短左右的寬度，所以在點34a和34b之間，穿過磁鐵心12的磁路12c和穿過磁鐵心11的磁路11c的長度之差變大。其結(jié)果，磁路11c的磁通密度遠大于磁路12c的磁通密度。外部磁場產(chǎn)生的導線34的阻抗變化也比圖16(a)的導線14的阻抗變化要大，能得到更高的檢測靈敏度。
導線24和34的各自的電感與繞著導線24或34周圍的全磁路的長度成反比。比較圖16(b)的元件的全磁路與圖16(c)的元件的全磁路，則圖16(c)的全磁路較短，因此，導線34的電感比導線24的要大。在導線中流有高頻電流時的外部磁場產(chǎn)生的導線的阻抗的變化遠大于導線的電感，所以，從這一點也能提高圖16(c)的磁檢測元件的磁檢測的靈敏度。
圖17是表示以長方形的剖面具有一定剖面積的導線的周長(縱軸)和剖面的縱(a)橫(b)的比b/a(橫軸)之間的關(guān)系的曲線圖。為了使導線的周長盡可能短，較佳的是比b/a為4左右。雖然周長在b/a為1時(正方形)最小，但這種情況下膜厚要增加，故成膜或蝕刻工序中需要很長時間，使制造成本上升。從以上的方面出發(fā)，希望導線14，34的膜厚(a)與長度(b)之比(厚度/長度)為1/4以上。使用本實施例的磁檢測元件的磁檢測器是采用圖31的檢測電路來構(gòu)成，由于外加直流磁偏置，在導線上流有直流電流。
《第4實施例》參照圖18至圖20來說明本發(fā)明的第4實施例的磁檢測元件。
圖18(a)至(e)是本發(fā)明的第4實施例的磁檢測元件的5個示例的剖面圖。圖18(a)是本實施例的第1例的磁檢測元件的剖面圖。圖中，在第1磁鐵心81的中央部的兩面分別設(shè)置有導線84和85。在導線84和磁鐵心81的上面形成第2磁鐵心82，在導線85和磁鐵心81的下面形成有第3磁鐵心83。磁鐵心81、82、83都是相同的材質(zhì)，并為相同的厚度。本實施例的磁檢測元件雖然沒有如上述第1和第2實施例那樣圖示襯底41，但可將磁鐵心82或83中的任何一個設(shè)置在襯底上。例如，在將電磁鐵心83形成在襯底上的情況下，制作與凸部83p的形狀相吻合的凹處，以便在襯底的面上磁鐵心83的中央部的凸部83p嵌入。作為其它的方法，也可以在襯底上用非磁性的絕緣物形成具有與凸部83p相吻合的凹處的層。該點對于圖18(b)至(e)的檢測元件，也是相同情況。在不用襯底的情況下，磁鐵心81、82、83及導線84、85由不需要襯底41的較厚的膜或薄膜等形成。圖18(b)的磁檢測元件中，導線84a、85a的剖面的縱橫比約為1∶2。其它的結(jié)構(gòu)與圖18(a)的相同。
圖18(c)的磁檢測元件在第2和第3磁鐵心82a和83a的導線84、85的邊緣部附近形成用于減小剖面積的溝22。導線84、85與圖18(a)的相同。
圖18(d)的磁檢測元件在第2和第3磁鐵心82b、83b的中央部形成用于減小剖面積的凹部21。導線84、85與上述的圖18(a)的相同。
圖18(e)的磁檢測元件在磁鐵心81的兩端部的兩面設(shè)置磁鐵心82c和83c。在磁鐵心81的中央部的兩面設(shè)置有導線84、85。與上述磁鐵心82c之間保持間隙并形成磁鐵心82d以覆蓋導線84。設(shè)置磁鐵心83d以覆蓋導線85，該磁鐵心83d與上述磁鐵心83c間保持間隙并且具有溝23。
參照圖19，以圖18(c)為例來說明本實施例的磁檢測元件的動作。圖19(a)中，將本實施例的磁檢測元件置于外部磁場100中時，用箭頭91、92、93表示的大致同樣密度的磁通(以下，稱為磁通91、92、93)分別穿過磁鐵心81、82、83。用導線84、磁鐵心81和82構(gòu)成與圖2(b)所示的同等的磁檢測元件。用導線85、磁鐵心81和83構(gòu)成另一個與圖2(b)所示的同等的磁檢測元件。
本實施例中，導線84與85串聯(lián)連接并連接在圖31所示的檢測電路的端子134、137之間，從高頻振蕩器131在垂直于紙面的方向流有高頻電流。圖19(b)中，用虛線97、98表示的長圓表示因高頻電流而出現(xiàn)在導線84和85的周圍的交流磁場。圖19(c)用箭頭來表示在導線84、85流有與垂直于紙面方向互相反方向的直流電流并使得產(chǎn)生直流偏置磁場時的磁通。
本實施例中，由于導線84和85串聯(lián)連接，則各導線84和85的兩端子之間的載頻信號電平相加，所以磁檢測元件的靈敏度更高。
雖然導線84和85也可以并聯(lián)連接，但在該情況下需要串聯(lián)連接時的2倍的直流電流。因此，串聯(lián)連接對省電是有效的。也可以不如上述那樣串聯(lián)連接導線84和85而將導線84和85連接到獨立的各個直流電流。在該情況下，用導線84、磁鐵心81、82構(gòu)成的第1磁檢測元件和用導線85、磁鐵心81、83構(gòu)成的第2磁檢測元件能夠用作獨立的2個磁檢測元件。
圖20是本實施例的其它示例的磁檢測元件的剖面圖。在該例中，第1磁鐵心81的厚度比第2和第3磁鐵心82，83的厚度要薄。由磁鐵心81、82和導線84構(gòu)成與圖4(a)所示的上述第1實施例的磁檢測元件同等的元件。同樣地，通過磁鐵心81、83和導線85構(gòu)成與圖4(a)所示的同等的元件。該示例的磁檢測元件也可以是將導線84和85串聯(lián)連接構(gòu)成磁檢測元件。由此，在上述圖4(a)的磁檢測元件具有的效果之外，也能得到本實施例的上述導線84和85的串聯(lián)連接所產(chǎn)生的效果。
《第5實施例》參照圖21來說明本發(fā)明的第5實施例的磁檢測元件。
圖21(a)是本發(fā)明的第5實施例的磁檢測元件105的平面圖。圖21(b)是為了容易理解圖21(a)的磁檢測元件105的結(jié)構(gòu)的膜型的立體圖。如圖21(b)所示，導線122a至122e和123a至123d形成的螺旋狀導體的、導線122a～122e的部分夾在磁鐵心111和112之間。
圖21(a)中，磁檢測元件105在非磁體的襯底41的上具有分別由薄膜形成的磁鐵心111和112。磁鐵心111和112之間具有導線122a～122e。導線122a～122e通過導線123a～123d串聯(lián)連接，形成檢測部106。檢測部106的、導線122a的端部連接到端子115，導線122e的端部連接到端子116。導線122a～122e、123a～123d和端子115、116都是由銅等薄膜形成的。磁鐵心111、112是由軟磁體的薄膜形成。
檢測部106的用點劃線107圍成的部分(以下，稱為檢測單元107)由磁鐵心111、112和導線112a構(gòu)成，與圖1所示的第1實施例的磁檢測元件實質(zhì)上相同。圖21(a)的磁鐵心111、112和導線122a至122e分別對應于圖1(b)的磁鐵心11、12和導線14。圖21(a)的最上部的檢測單元107中，穿通磁鐵心111、112的直線狀的導線122a的一端連接到端子115，另一端利用通過磁鐵心112的上面的、大致呈Z字狀的導線123a連接至其下的直線狀的導線122b。同樣，導線122b與122c利用導線123b連接，導線122c與122d利用導線123c連接。導線122d與122e通過導線123d連接，導線122c的端部連接至端子116。若用模型來表示圖21(a)的結(jié)構(gòu)，則如圖21(b)的斜視圖那樣。
根據(jù)本實施例，串聯(lián)連接多個(圖21中為5個)相當于圖1所示的磁檢測元件的檢測單元107，5個導線122a～122e串聯(lián)連接。
使用本實施例的磁檢測元件構(gòu)成的磁檢測器時，在圖31的檢測電路的端子134、137分別連接磁檢測元件105的端子115、116。由高頻振蕩器131，從導線122a向122e流過高頻電流時，由外部磁場100產(chǎn)生的導線122a至122e的阻抗變化、即端子115和116之間的阻抗變化是圖1(b)的約5倍。因此，磁場的檢測靈敏度也約為5倍。串聯(lián)連接的檢測單元107的個數(shù)不只限于5個，能為任意的個數(shù)。從導線122a至122e流過直流電流時，電流的方向從122a至122e都相同。因此，在各導線122a至122e的附近能夠產(chǎn)生同方向的直流偏置磁場。為了降低端子115到端子116的直流電阻，較佳的是使得導線123a～123d的剖面積比導線122a～122e的剖面積大。
《第6實施例》參照圖22的平面圖來說明本發(fā)明的第6實施例的磁檢測元件。圖22中，在襯底41上面設(shè)置有4個圖21(a)所示的檢測部106，4個檢測部106都用連接導線181串聯(lián)連接。左端的檢測部106的導線122a連接至端子115，右端的檢測部106的導線122e連接至端子116。
構(gòu)成使用本實施例的磁檢測元件的磁檢測器時，在圖31的檢測電路的端子134、137上分別連接磁檢測元件的端子115、116。圖31的放大器型的檢測電路即使在導線的直流電阻大的情況下也進行工作，因此，也能夠使用在如本實施例那樣的導線直流電阻稍大的檢測元件中。
在本實施例中，串聯(lián)連接4個上述第5實施例的檢測部106，因此，外部磁場產(chǎn)生的端子115和116之間的阻抗變化約為第5實施例的4倍。因此，磁場的檢測靈敏度也約為4倍。
《第7實施例》參照圖23的平面圖來說明本發(fā)明的第7實施例的磁檢測元件。圖23中，用點劃線107圍成的部分是具有與圖21所示的同樣結(jié)構(gòu)的檢測單元107。檢測部106a是由縱向連接5個檢測單元107而構(gòu)成。在襯底41上并列設(shè)置9個檢測部106a。9個檢測部106a的圖中最上面橫列的9個檢測單元107的導線122a互相連結(jié)。從上開始的第2橫列的9個檢測單元107的導線122b互相連結(jié)。同樣，從上開始的第3橫列的9個檢測單元107的導線122c連接，從上開始的第4橫列的9個檢測單元107的導線122d連接。最下面的橫列的9個檢測單元107的導線122e連接。導線122a的左端連接至襯底41上的端子115，導線122a的右端利用通過檢測部106a上面的導線123連接至導線122b的左端。同樣，導線122b的右端利用通過檢測部106a的上面的導線123連接至導線122c的左端。導線122c的右端利用通過檢測部106a上面的導線123連接至導線122d的左端。導線122d的右端利用通過檢測部106a上面的導線123連接至導線122e的左端，導線122e的右端連接端子116。本實施例中，縱向為5個、橫向為9個，合計45個檢測單元107的導線122a至122e都為串聯(lián)連接。因此，磁場100產(chǎn)生的端子115和116之間的阻抗變化約為1個檢測單元107的情況時的45倍。由此磁場的檢測靈敏度也約為45倍。在本實施例的結(jié)構(gòu)中，相鄰的檢測部106a之間的間隔與圖22的相比能做得更窄，因此襯底41上的檢測單元107的配置密度變高。從而能夠采用小型的襯底41作成高靈敏度的磁檢測元件。上述實施例5至7的檢測單元107不只限于圖1(b)的結(jié)構(gòu)和元件，也可以將上述實施例1至4的磁檢測元件用于檢測單元107。
《第8實施例》圖24是本發(fā)明的第8實施例的磁檢測元件的平面圖。圖24的檢測單元107a，與第1磁鐵心11由2個磁鐵心44、45構(gòu)成的圖10所示的磁檢測元件實質(zhì)相同。其它的結(jié)構(gòu)與圖23的相同。檢測單元107a的靈敏度比圖23的檢測單元107的靈敏度要高，所以本實施例的磁檢測元件具有比上述圖23的磁檢測元件更高的檢測靈敏度。
《第9實施例》參照圖25的平面圖來說明本發(fā)明的第9實施例的磁檢測元件。圖25中，檢測單元107與圖23的檢測單元107相同。圖25中，左右兩端的檢測部106c的縱向長度比其內(nèi)側(cè)的檢測部106d的縱向長度要短。進一步，檢測部106d的長度比中央部106e的長度106e的長度要短。以下詳細說明由該結(jié)構(gòu)得到的作用效果。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，例如當將圖23所示的磁檢測元件置于用箭頭100所示的方向的強度均勻的磁場中時，則穿過兩端部的檢測部106f的磁力線的數(shù)量比穿過中央部的檢測部106g的磁力線的數(shù)量要多。即，穿過9個檢測部106a的磁力線的磁通密度是不均勻的。因此，從導線122a至122e，在位于中央部的檢測部106g的部分和位于端部的檢測部106f的部分，磁場產(chǎn)生的阻抗變化量是不同的。由于該影響，將磁檢測元件置于不均勻的磁場時，測量值隨著磁檢測元件的位置而變化，不能得到正確的測量值。
眾所周知，一般將磁體置于均勻的磁場中時，沿著磁場方向長度較長的磁體的磁通密度，比長度較短的磁體的磁通密度更高。該現(xiàn)象是由在沿著磁場方向的方向上在磁體上產(chǎn)生的反磁性的作用而產(chǎn)生的。
本實施例中，由于如圖25所示，使檢測部106d的長度比中央部的檢測部106e的要短，兩端的檢測部106c的長度比檢測部106d更短，在均勻的磁場100中，檢測部106c、106d和106e的磁通密度相等。由此，能夠獲得解決了上述圖23所示的磁檢測元件所具有的問題點的磁檢測元件。
還有，使用上述第7、第8和第9實施例的磁檢測元件構(gòu)成磁檢測器時，使用圖31的檢測電路。
《第10實施例》參照圖26至圖28來說明本發(fā)明的第10實施例的磁檢測元件160。圖26是磁檢測元件160的平面圖。圖27是在圖26中用點劃線圍成的檢測單元150的XXVII-XXVII剖面圖。圖26所示的本實施例的磁檢測元件將5個具有同樣結(jié)構(gòu)的上述檢測單元150縱向連結(jié)，并將此稱為檢測部165。進一步，橫向并行配置9個檢測部165，由45個檢測單元150構(gòu)成本實施例的磁檢測元件160。檢測單元150的個數(shù)不只限于45個，該個數(shù)量僅僅是一個示例而已。在圖27的檢測單元150的剖面圖中，在襯底41的上采用薄膜成形技術(shù)形成軟磁性膜的第1磁鐵151。在磁鐵心151的一部分上隔著SiO2膜的絕緣膜152形成第1導線153a。在第1導線153a的上隔著SiO2膜的絕緣膜154形成第2導線155a。進一步，在第2導線155a的上形成SiO2膜的絕緣膜156。在絕緣膜156上以及磁鐵心151上形成由軟磁性膜的磁鐵心158。磁鐵心158成模為使其兩斜面部158a的厚度比其它部分的要薄、斜面部158a的剖面積比其他部分的要小。在磁鐵心158上形成SiO2膜的絕緣膜159，在絕緣膜159的上的右端部形成導體的連接線140a。
對于圖26所示的磁檢測元件160，首先來說明第1導線153a～153e的連接。圖26的9個檢測部165中，最上面橫列的9個檢測單元150的各導線153a串聯(lián)連接。同樣，從上開始的第2橫列的9個檢測單元150的各導線153b串聯(lián)連接，從上開始的第3橫列的9個檢測單元150的各導線153c串聯(lián)連接。從上開始的第4橫列的9個檢測單元150的導線153d串聯(lián)連接，最下面的橫列的9個檢測單元150的各導線153e串聯(lián)連接。導線153a的左端由橫向通過9個檢測部165上面的連接線140a連接至端子115。導線153a的右端由橫向通過9個檢測部165的上面的連接線140b連接至導線153b的左端。同樣地，導線153b的右端由連接線140c連接至導線153c的左端，導線153c的右端由連接線140d連接至導線153d的左端。導線153d的右端由連接線140e連接至導線153e的左端，導線153e的右端由連接線140f連接至端子116。其結(jié)果，導線153a～153e在端子115、116之間串聯(lián)連接。
接著說明第2導線155a～155e的連接。在9個檢測部165的圖中，最上面橫列的9個檢測單元150的各導線155a串聯(lián)連接。同樣地，從上開始第2橫列的9個檢測單元150的各導線155b串聯(lián)連接。從上開始的第3橫列的9個檢測單元150的各導線155c串聯(lián)連接。從上開始的第4橫列的9個檢測單元150的各導線155d串聯(lián)連接。最下面的橫列的9個檢測單元150的各導線155e串聯(lián)連接。導線155a的左端連接至端子135。導線155a的右端與導線155b的右端連接，導線155b的左端與導線155c的左端連接。導線155c的右端與導線155d的右端連接，導線155d的左端與導線155e的左端連接。導線155e的右端與端子136連接。其結(jié)果，導線155a～155e在端子135、136之間串聯(lián)連接。將串聯(lián)連接的導線155a～155e表示為導線155。
使用本實施例的磁檢測元件構(gòu)成磁檢測器時，使用圖28所示的振蕩型檢測電路。圖28中，將磁檢測元件160的端子115、116連接至串聯(lián)連接阻抗180的磁偏置用直流電源185。端子135、136連接到振蕩電路500的逆變器電路551的輸出輸入之間。電極端子135、136上連接電容552、554的各自的一端，電容552、554的另一端連接到電路接地G。正的直流電壓(+V)外加于逆變器電路551的電源端子553。該振蕩電路500與具有電感的導線155組合而構(gòu)成作為LC振蕩器的一種的科耳皮滋(Colpitts)型振蕩電路。振蕩電路500的振蕩頻率例如10MHz。
由于從直流電源185經(jīng)阻抗180流過導線140的直流電流，在各檢測單元150的磁鐵心151、158產(chǎn)生圖27中用箭頭170表示的磁通(以下，稱為偏置磁通170)。由該偏置通170形成偏置磁場。當將該狀態(tài)的磁檢測器置于圖28所示的外部磁場100中時，則由與上述各實施例的情況相同的作用，導線155的電感隨著外部磁場100的變化而變化。由于導線155的電感的變化，圖28所示的檢測電路的振蕩電路500的振蕩頻率發(fā)生變化并輸出頻率調(diào)制(FM)信號。通過用FM解調(diào)電路561來解調(diào)振蕩電路500的頻率調(diào)制信號，能夠?qū)⒄袷庮l率的變化量作為輸出電平的變化量輸出。由于振蕩頻率的變化對應于外部磁場的強度以及方向的變化，故通過用磁場檢測電路來檢測FM解調(diào)電路561的輸出，能夠檢測外部磁場的強度和方向。
根據(jù)本實施例，磁檢測元件160具有45個檢測單元150，所以外部磁場的檢測靈敏度是僅具有1個檢測單元150的大約45倍，能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度的磁檢測元件。
由于流有偏置磁場用的直流電流的導線140與流有高頻電流的導線155電氣絕緣，所以能夠?qū)㈦姶牌糜玫闹绷麟娫?85的電壓和振蕩電路500的電源端子553的電壓分別選定為任意的值。
而且，由于用頻率的變化來檢測外部磁場100的變化，因此，不容易受到作為來自外部的主影響的AM調(diào)制的電氣噪聲影響。
上述的各實施例中，雖然作為軟磁性膜使用了FeTaN，但只要是實際導磁率高的Fe系、Co系金屬磁性體膜、氧化物磁性體膜等磁性體，都可使用。雖然作為導電性金屬膜使用了銅，但也可使用電阻率小的Au、Ag等的金屬膜。而且，雖然作為絕緣膜使用了SiO2，但也可使用鋁、玻璃等無機質(zhì)的介質(zhì)膜。而且，雖然襯底是使用了NiTiMg的陶瓷襯底，但也可使用AlTiC等其它陶瓷、玻璃系材料、碳襯底。雖然，作為非磁體部的材料使用了SiO2，但也可使用其它非磁體。雖然作為保護膜使用了SiO2，但也可使用鋁等的其它介質(zhì)、樹脂等。
在制造方法中，雖然作為蝕刻方法主要采用了離子蝕刻處理，但也可采用濕式蝕刻等其它的蝕刻方法。雖然作為成膜方法主要通過濺射來進行，但也可采用蒸發(fā)、電鍍等的方法。
產(chǎn)業(yè)上的引用性本發(fā)明的磁檢測元件采用薄膜成形技術(shù)形成構(gòu)成磁檢測元件的、軟磁性膜的2個磁鐵心和由設(shè)在2個磁鐵心之間的導電膜構(gòu)成的導線。通過成模時調(diào)節(jié)成膜條件，采用蝕刻等的膜加工技術(shù)，在磁鐵心的一部分縮小垂直于磁路的剖面的面積(剖面積)。在剖面積小的部分中，通過利用導磁率隨著磁通密度的增加而減小這一作用，能夠得到具有高磁性靈敏度的磁檢測器。由于用薄膜形成磁鐵心和導線，能夠低成本地制造小型輕量的磁檢測元件。
權(quán)利要求
1.一種磁檢測元件，其特征在于，具有軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在所述第1磁鐵心的一部分上的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著所述導線形成在所述第1磁鐵心上并且垂直于磁路的剖面的面積部分地不同。
2.一種磁檢測元件，其特征在于，具有垂直于磁路的剖面的面積部分地不同的軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在所述第1磁鐵心的一部分的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著所述導線形成在所述第1磁鐵心形成上并且使垂直于所述導線的邊緣部附近的磁路的剖面的面積比其它部分小。
3.一種磁檢測元件，其特征在于，具有軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在所述第1磁鐵心上的一部分上的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著所述導線夾形成在所述第1磁鐵心上，并且厚度比所述第1磁鐵心薄。
4.一種磁檢測元件，其特征在于，具有軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在所述第1磁鐵心上的一部分的導線；以及軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著所述導線形成在所述第1磁鐵心上，并且厚度比所述第1磁鐵心厚。
5.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第1以及第2磁鐵心的至少一個的寬度在所述導線的附近為窄。
6.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第2磁鐵心在包含所述導線的區(qū)域中具有用于減小垂直于第2磁鐵心的磁路的剖面面積的凹部或孔。
7.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，所述導線隔著絕緣膜夾在所述第1和第2的磁鐵心之間。
8.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第1磁鐵心和第2磁鐵心的部分地不同的剖面積的、小的部分和大的部分之比為3∶4以下。
9.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，使得所述第1和第2磁鐵心的至少一個在所述導線的附近厚度為薄。
10.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，使得所述第1磁鐵心在所述導線的邊緣部附近的厚度為薄。
11.如權(quán)利要求1、2、3、4中的任何一項所述的磁檢測元，其特征在于，使得所述第1和第2磁鐵心的至少一個的、包含所述導線的區(qū)域的厚度部分地為薄。
12.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，在所述導線的周圍設(shè)置溝，以使得垂直于所述第2磁鐵心的磁路的剖面的面積比其它的部分要小。
13.如權(quán)利要求1至4中的任何一項所述的磁檢測元件，其特征在于，在包含所述導線的區(qū)域中，所述第1磁鐵心和第2磁鐵心通過絕緣層來絕緣。
14.如權(quán)利要求1或2所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第1磁鐵心的端部區(qū)域具有雙層結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求1至4中的任何一項所述的磁檢測元件，其特征在于，所述導線的厚度比所述第1磁鐵心和第2磁鐵心的任何一個的厚度都要厚。
16.如權(quán)利要求15所述的磁檢測元件，其特征在于，所述導線的厚度比所述第2磁鐵心的厚度要厚。
17.如權(quán)利要求15或16所述的磁檢測元件，其特征在于，所述導線的厚度與同被檢測磁場的方向平行的方向的長度之比(厚度/長度)為4分之1以上。
18.一種磁檢測元件，其特征在于，具有第1導線，形成在軟磁性膜的第1磁鐵心的一個面的規(guī)定區(qū)域；第2導線，形成在所述第1磁鐵心的另一個面的、與所述第1導線相對的區(qū)域；第2磁鐵心，形成在所述第1磁鐵心的所述一個面和所述第1導線上；以及第3磁鐵心，形成在所述第1磁鐵心的所述另一個面和所述第2導線上。
19.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，垂直于所述第2和第3磁鐵心的磁路的各個剖面的面積部分地不同。
20.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第1和第2導線經(jīng)各自的絕緣膜與所述第1、第2，以及第3的各磁鐵心連接。
21.如權(quán)利要求19所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第2和第3磁鐵心的、剖面積小的薄的部分的厚度與剖面積大的厚的部分的厚度之比為3∶4以下。
22.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第2和第3磁鐵心的、與所述第1和第2的導線的周邊部分相對的部分附近比其它部分要薄。
23.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第2和第3磁鐵心的、與所述第1和第2導線部分相對部分的一部分比其它的部分要薄。
24.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第2和第3磁鐵心在與所述第1和第2導線相對的部分上具有溝。
25.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第2和第3磁鐵心除去了所述第1和第2導線的周邊區(qū)域。
26.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第1磁鐵心比所述第2和第3磁鐵心要薄。
27.如權(quán)利要求18所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第1和第2導線的厚度比所述第2和第3磁鐵心的厚度要厚。
28.一種磁檢測器，其特征在于，具有剖面積部分地不同的軟磁性膜的第1磁鐵心；形成在所述第1磁鐵心的一部分上的導線；軟磁性膜的第2磁鐵心，夾著所述導線形成在所述第1磁鐵心和導線形成，并且垂直于磁路的剖面的面積部分地不同；磁偏置手段，向所述第1和第2磁鐵心提供與被檢測磁場的方向平行的方向的偏置磁場；以及交流載頻信號發(fā)生器，使得在所述導線中在與所述被檢測磁場方向正交的方向上流過交流電流。
29.一種磁檢測器，其特征在于，具有第1導線，形成在軟磁性膜的第1磁鐵心的一個面的規(guī)定區(qū)域；第2導線，形成在所述第1磁鐵心的另一個面的、與所述第1導線相對的區(qū)域；軟磁性膜的第2磁鐵心，形成在所述第1磁鐵心的所述一個面和第1導線上、與磁路垂直的剖面的面積部分地不同；軟磁性膜的第3磁鐵心，形成在所述第1磁鐵心的所述另一面和所述第2導線上、與磁路垂直的剖面的面積部分地不同；磁偏置手段，向所述第1、第2，以及第3磁鐵心提供與被檢測磁場的方向平行的方向的偏置磁場；以及在交流載頻信號發(fā)生器，使得在所述第1和第2導線中在與所述被檢測磁場正交的方向上流過交流電流。
30.如權(quán)利要求29所述的磁檢測器，其特征在于，在所述第1和第2導線流過相互同相的交流載頻電流，在所述第1導線和第2導線流過相互反方向的直流電流并且提供直流偏置磁場。
31.如權(quán)利要求29所述的磁檢測器，其特征在于，所述第1導線的一端連接所述第2導線的一端，形成包圍第1磁鐵心的線圈。
32.如權(quán)利要求29所述的磁檢測器，其特征在于，在所述第1導線和第2導線中流過相互反相位的交流載頻電流，在所述第1和第2導線流過互相反方向的直流電流并供給直流偏置磁場。
33.一種磁檢測元件，其特征在于，具有第1磁鐵心，形成在非磁性襯底上，大致呈長方形；第1導線，在所述第1磁鐵心上，在與所述長方形的第1磁鐵心的長度方向相正交的方向上隔開規(guī)定的間隔地形成；軟磁性膜的第2磁鐵，夾著所述第1導線形成在所述第1磁鐵心上，并且與磁路垂直的剖面的面積部分地不同；以及多個第2導線，串聯(lián)連接所述多個第1導線。
34.如權(quán)利要求33所述的磁檢測元件，其特征在于，在所述長度方向并行排列具有下述單元的多個磁檢測元件，即第1磁鐵心，形成在非磁性襯底上，大致呈長方形；第1導線，在所述第1磁鐵心上，在與所述長方形的第1磁鐵心的長度方向相正交的方向上隔開規(guī)定的間隔地形成；軟磁性膜的第2磁鐵，夾著所述第1導線形成在所述第1磁鐵心上，并且與磁路垂直的剖面的面積部分地不同；以及多個第2導線，串聯(lián)連接所述多個第1導線，并且，各檢測元件的第1和第2導線都串聯(lián)連接。
35.一種磁檢測元件，其特征在于，具有多個第1磁鐵心，并行形成在非磁性襯底上，并且大致呈長方形；多個的第1導線，在所述第1磁鐵心上，在垂直于所述多個第1磁鐵心的長度方向的方向上以規(guī)定的間隔地形成；第2磁鐵心，夾著所述第1導線形成在所述多個第1鐵心線上，并且垂直于磁路的剖面的面積部分地不同；以及第2導線，串聯(lián)連接所述多個第1導線的全部。
36.如權(quán)利要求35所述的磁檢測元件，其特征在于，使所述第2磁鐵心的、所述第1導線的附近的厚度變薄。
37.如權(quán)利要求35所述的磁檢測元件，其特征在于，使得并行形成在所述非磁性襯底上的大致呈長方形的多個第1磁鐵心和第2磁鐵心的、兩端部的長度短于中央部的長度。
38.如權(quán)利要求33至35中的任何一項所述的磁檢測元件，其特征在于，所述第2導線是形成在所述第2磁鐵心上的導電體膜。
39.如權(quán)利要求33至35中的任何一項所述的磁檢測元件，其特征在于，在所述第1磁鐵心與第1導線之間、所述第1導線與第2磁鐵心之間、以及第2磁鐵心與第2導線之間，具有絕緣膜。
40.一種磁檢測元件的制造方法，其特征在于，具有將軟磁體的膜在非磁體的襯底上成膜為所希望的圖形，形成第1磁鐵心的工序；將所希望的圖形的導電體膜成膜在所述第1磁鐵心的規(guī)定區(qū)域，形成導線的工序；將軟磁性膜在所述第1磁鐵心和導線上成膜成所希望的圖形，形成第2磁鐵心的工序；以及將所述第2磁鐵心的規(guī)定部分的厚度減薄的工序。
41.一種磁檢測元件的制造方法，其特征在于，具有將軟磁體的膜在非磁體的襯底上成膜為所希望的圖形，形成第1磁鐵心的工序；將非磁性且絕緣性的膜在所述第1磁鐵心上成膜為所希望的圖形，形成第1絕緣膜的工序；將所希望的圖形的導體的膜成膜在所述第1的絕緣膜的上，形成導線的工序；將非磁性并且絕緣性的膜的第2的絕緣膜形成在所述導線上的工序；將軟磁性膜在所述第1絕緣膜和第2絕緣膜的上成膜為所希望的圖形，并且形成剖面積部分地不同的第2磁鐵心的工序；以及將軟磁性膜形成在所述第1磁鐵心的面的端部區(qū)域，并且將所述第1磁鐵心的端部增厚的工序。
全文摘要
磁檢測元件通過在軟磁性膜的第1磁鐵心與垂直于磁路的剖面積部分地為較小的第2磁鐵心之間夾有導線而構(gòu)成，在導線上流有產(chǎn)生直流偏置磁場的直流電流和高頻載頻信號。選定直流電流選定以使得上述第2磁鐵心的剖面積小的部分為適當直流偏置磁場強度。當將該磁檢測元件置于外部磁場中時，因外部磁場強度，直流偏置磁場強度發(fā)生變化，導線的載頻信號電平也發(fā)生變化。以電氣信號的變化來獲取載頻信號電平的變化，以檢測磁場的強度和方向。
文檔編號G01R33/02GK1643391SQ03807190
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者村松小百合, 高橘健, 戶崎善博, 村田明夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社