磁传感器用磁敏线及其制造方法技术

提供一种磁敏线(磁敏体)，能够实现磁传感器的测定范围的扩大、其耐热性、高温耐久性的提高等。本发明专利技术的磁敏线包含Co基合金，所述Co基合金具有在非晶相中分散有晶粒而得的复合组织。Co基合金例如为Co‑Fe‑Si‑B系合金。此时，相对于Co基合金整体，优选Si与B的合计量为20原子％～25原子％。优选地，晶粒的平均直径为70nm以下、晶粒相对于复合组织整体的面积比率为10％以下。磁敏线例如截面为圆形、线径为约1μm～约100μm。这样的磁敏线可以通过例如将包含Co基合金的非晶线在结晶化开始温度以上且低于结晶化结束温度的温度下加热的热处理工序而得到。此时，优选在对非晶线施加拉伸应力的同时进行所述热处理工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁传感器用磁敏线及其制造方法
本专利技术涉及用于磁传感器的磁敏线等。
技术介绍
一直以来，利用磁通门传感器(FG传感器)、霍尔传感器、巨磁阻传感器(GMR传感器)、磁阻抗传感器(MI传感器)等磁传感器。特别是，MI传感器与其它传感器相比，在灵敏度、响应性、耗电等方面优异，因此正在被用于汽车、医疗等各个领域。随着近年来的便携终端(智能手机等)的高功能化等，期望一种高灵敏度磁传感器，具有与利用电子罗盘进行的地磁(约50μT)的测定所需的测定范围(约±0.3mT～12mT)相比宽得多的测定范围(例如约±48mT)。另外，为了在严苛的温度环境下、磁场环境下等也能够使用，期望耐热性、耐久性优异的磁传感器。作为一例，对MI传感器的测定范围说明如下。MI传感器将施加了高频电流或脉冲电流的无定形线(简称为“非晶线”)作为磁敏体，将在其圆周方向上根据周围的磁场强度产生的磁化旋转的大小作为阻抗的变化或电压检测出。MI传感器的测定范围与非晶线中的磁化旋转的容易度相关，这很大程度上取决于各向异性磁场(Hk)。在各向异性磁场小时，容易产生磁化旋转，测定范围变窄。相反，在各向异性磁场大时，难以产生磁化旋转，测定范围变宽。各向异性磁场的调节以往主要通过使在非晶线中残留内部应力来进行。在赋予的内部应力大时，各向异性磁场也变大，在内部应力小时，各向异性磁场也变小。内部应力的赋予例如通过在对非晶线施加拉伸应力(也简称为“张力”)的同时进行热处理(简称为“张力退火(TA)”)来进行。需要说明的是，加热本身可以通过使施加了张力的非晶线通过加热炉内、或对该非晶线通电来进行。不论哪一种情况，以往的热处理都是在保持非晶线的非晶态的条件(低于结晶化温度，或者即使在结晶化温度以上结晶化也未进行的短时间加热)下进行的。例如，下述专利文献1、非专利文献1中有关于赋予了这种内部应力的非晶线的记载。现有技术文献专利文献专利文献1：WO2009/119081号公报专利文献2：日本特开2012-78198号公报非专利文献非专利文献1：电气和电子工程师协会磁学会报(IEEETrans.Magn.)，31(1995年)，第2455页-第2460页
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在专利文献1中，有关于对利用TaylorUlitovski法(以下，称为改良泰勒法)等制作的非晶线实施了张力退火而得的磁敏线的记载。不过，在专利文献1中对非晶线的磁畴结构进行了专门的记载，但是关于各向异性磁场没有任何记载。在非专利文献1中，有关于将利用旋转液中纺丝法制作的非晶线拉丝至所期望的直径后实施张力退火而得到的磁敏线的记载。在非专利文献1中，通过改变张力退火时的温度和应力来调节各向异性磁场。需要说明的是，专利文献2不是着眼于各向异性磁场而是着眼于退磁磁场来改变测定范围。具体而言，通过缩短非晶线的相对于线径(D)的线长(L)来增大退磁磁场，从而扩大测定范围。但是，在缩短非晶线时，检测线圈的匝数也减少，每一根连续的线的MI传感器的灵敏度降低。因此，在专利文献2中，不仅将线切短，而且其后进行电连接，由此在扩大测定范围的同时不使灵敏度降低。但是，完全没有进行关于线自身的组织的研究。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种与以往不同构思的新的磁传感器用磁敏线等，该磁传感器用磁敏线基于线自身的组织变化来调节各向异性磁场。用于解决问题的手段本专利技术人为了解决该问题进行了深入研究，结果新发现了通过使微细的晶粒在非晶相中分散(或析出)，能够调节磁敏线的各向异性磁场。通过发展该成果，完成了后面叙述的本专利技术。《磁传感器用磁敏线》(1)本专利技术的磁传感器用磁敏线(简称为“磁敏线”)包含Co基合金，所述Co基合金具有在非晶相中分散有晶粒而得的复合组织。(2)在本专利技术的磁敏线中产生与非晶相和晶粒(晶相)的密度差对应的内部应力。具体而言，晶粒比非晶相密度高，在产生晶粒时，收缩方向的内部应力(压应力)作用于磁敏线。该内部应力不是通过以往那样的张力退火来赋予的，因此即使在高温环境下也不易应力松弛，是稳定的。即，本专利技术的磁敏线即使在高温环境下等也显示出稳定的各向异性磁场，耐热性、耐久性优异。另外，分散在非晶相中的微细的晶粒由于能够固止磁敏线中的自旋的磁化旋转(特别是圆周方向的旋转)，因此朝着增加各向异性磁场的方向起作用。如此，根据本专利技术的磁敏线能够稳定地增加各向异性磁场并且实现耐热性、耐久性的提高。另外，使用该磁敏线的磁传感器实现了测定范围的扩大、高温环境下的可靠性的提高等。《磁传感器用磁敏线的制造方法》本专利技术也可以作为磁敏线的制造方法来理解。即，本专利技术也可以是具备将包含Co基合金的非晶线在结晶化开始温度以上且低于结晶化结束温度的温度下加热的热处理工序且得到上述磁敏线的制造方法。需要说明的是，本专利技术涉及的热处理工序可以不对非晶线施加拉伸应力(外部应力)而进行，也可以在施加拉伸应力的同时进行。若在施加拉伸应力的同时进行热处理，则在上述由复合组织内的密度差引起的内部应力的基础上，由外部应力引起的内部应力也能够相加或协同地引入磁敏线中。需要说明的是，根据旋转液中纺丝法、改良泰勒法中的制造条件，即使不进行热处理也有可能生成微晶，在此情况下，同样能够得到本专利技术中记载的效果。但是，在要使微晶的生成程度稳定地进行制造并且还要调节到目标磁特性时，通过后续工序的热处理生成微晶能够制造品质更稳定的磁敏线，因此优选。《元件/传感器》本专利技术也可以作为使用了上述磁敏线的元件或传感器来理解。例如，可以作为具备磁敏线和卷绕在其周围的检测线圈的磁阻抗元件(MI元件)、或具备该MI元件的磁阻抗传感器(MI传感器)等来理解本专利技术。《其它》(1)本说明书中所说的“晶粒”通常非常微细，但至少具有用透射电子显微镜(TEM)可观察的范围的大小(粒径)。硬要说的话，其粒径可以设为例如1nm以上、5nm以上、进一步为10nm以上。由于粗大的晶粒导致磁敏线的磁滞增加等，因此其粒径例如优选为150nm以下、100nm以下、进一步优选为80nm以下。相反，本说明书中所说的“非晶相”或“非晶线”只要至少是用TEM不能观察到晶体的程度的非晶态即可。本说明书中所说的“结晶化开始温度”和“结晶化结束温度”分别以将非晶线进行差示扫描量热测定(DSC)时得到的最初的峰值温度(T1：一次结晶化温度)和接下来的下一个峰值温度(T2：二次结晶化温度)的形式求出。(2)只要没有特别说明，则本说明书中所说的“x～y”包括下限值x和上限值y。可以将本说明书中记载的各种数值或数值范围中包括的任意的数值作为新的下限值或上限值，能够新设定如“a～b”的范围。附图说明图1是观察试样4的线截面而得到的BF-TEM图像。图2是基于该BF-TEM图像计数而得到的晶粒的粒径分布。图3是对于各试样的线示出加热温度与各向异性磁场的关系(耐热性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁传感器用磁敏线，包含Co基合金，所述Co基合金具有在非晶相中分散有晶粒而得的复合组织。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170911 JP 2017-1737141.一种磁传感器用磁敏线，包含Co基合金，所述Co基合金具有在非晶相中分散有晶粒而得的复合组织。


2.如权利要求1所述的磁传感器用磁敏线，其中，
所述晶粒的平均直径为70nm以下。


3.如权利要求1或2所述的磁传感器用磁敏线，其中，
所述晶粒相对于所述复合组织整体的面积比率为0.05％～10％。


4.如权利要求1～3中任一项所述的磁传感器用磁敏线，其中，
所述Co基合金以其整体为100原子％计包含合计20原子％～25原子％的Si和B。


5.如权利要求4所述的磁传...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨田典彦，下出晃广，
申请(专利权)人：爱知制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP