【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁传感器,具体地指一种基于磁流体声学负载效应的磁传感器阵列集成结构,适用于微弱生物磁场检测和成像、高分辨率磁场探伤等领域。
技术介绍
高分辨率、宽量程的磁传感器阵列在生物医学磁成像和诊断、无损磁探伤等方面具有巨大的应用前景。由于元件尺寸限制,目前用于构建磁传感器阵列的单元结构大多数是基于霍尔效应、磁阻效应(GMR、AMR)或磁隧道结(MTJ)效应的。尽管这类元件有可能实现低至nT级别的测量精度,但通常需要在器件结构设计时候对其测量精度进行优化并以减小量程为代价,因而其应用场合常常受到限制。例如:在GMR器件中,通过增加非磁层的厚度可加强弱磁场下的磁阻增益,但同时也大幅减小了器件的量程。因此,有必要研究具有高精度、宽量程、高集成度的磁传感器阵列。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述现有技术的不足而提供磁传感器阵列集成结构及其制作方法,该磁传感器阵列的集成结构基于磁流体声学负载效应与体声波谐振器设计,能够获得极高的测量精度和更宽的测量量程。实现本专利技术目的采用的技术方案是一种磁传感器阵列的集成结构,该结构包括:陶瓷封装基座,该基座内设有磁流体加注孔;体声波谐振器阵列芯片,设于所述陶瓷封装基座内;所述芯片包括位于顶端的电极焊盘;芯片管脚,其一端与所述电极焊盘连接,另一端位于所述陶瓷封装基座的下表面;磁流体,加注在所述磁流体加注孔内;以及偏置磁铁,设于所述陶瓷封装基座的底部。此外,本专利技术还提供一种磁传感器阵列的制作方法,该方法包括以下步骤:(a)在单面抛光的硅片上,通过热氧化的方法沉积一层不小于1um的SiO2薄膜;(b)在所述SiO2薄膜 ...
【技术保护点】
一种磁传感器阵列集成结构,其特征在于,包括:陶瓷封装基座,该基座内设有磁流体加注孔;体声波谐振器阵列芯片,设于所述陶瓷封装基座内;所述芯片包括位于顶端的电极焊盘;芯片管脚,其一端与所述电极焊盘连接,另一端位于所述陶瓷封装基座的下表面;磁流体,加注在所述磁流体加注孔内;以及偏置磁铁,设于所述陶瓷封装基座的底端。
【技术特征摘要】
1.一种磁传感器阵列集成结构,其特征在于,包括:陶瓷封装基座,该基座内设有磁流体加注孔;体声波谐振器阵列芯片,设于所述陶瓷封装基座内;所述芯片包括位于顶端的电极焊盘;芯片管脚,其一端与所述电极焊盘连接,另一端位于所述陶瓷封装基座的下表面;磁流体,加注在所述磁流体加注孔内;以及偏置磁铁,设于所述陶瓷封装基座的底端。2.根据权利要求1所述磁传感器阵列集成结构,其特征在于所述陶瓷封装基座包括:玻璃覆片安装槽,其设于陶瓷封装基座的顶部,玻璃覆片安装槽内安装有玻璃覆片;多个磁流体加注孔,所述加注孔位于所述玻璃覆片安装槽的下方,加注孔的孔底半径小、孔顶半径大,且的孔径从孔顶至孔底逐渐变小;芯片安装槽,设于所述多个磁流体加注孔的下方,所述体声波谐振器阵列芯片安装在所述芯片安装槽内;偏置磁铁安装槽,设于所述芯片安装槽的下方,偏置磁铁安装在所述偏置磁铁安装槽内;以及管脚安装槽,设于陶瓷封装基座的内壁,所述芯片管脚镶嵌在所述管脚安装槽内;所述玻璃覆片安装槽、芯片安装槽和偏置磁铁安装槽的中心在垂直方向上对准。3.根据权利要求1所述磁传感器阵列集成结构,其特征在于所述体声波谐振器阵列芯片还包括Si衬底、布拉格声反射层、底电极、压电薄膜、过孔填充物和顶电极,所述Si衬底、布拉格声反射层、底电极、压电薄膜、过孔填充物和顶电极从下至上依次设置在所述电极焊盘的下方。4.根据权利要求3所述磁传感器阵列集成结构,其特征在于:所述硅衬底的抛光面上热氧化一层不小于1um的SiO2;所述布拉格反射层由三周期的W/Si薄膜在所述硅衬底的SiO2面上按照W在下、SiO2在上的次序依次交叠堆积,其中每层W或SiO2薄膜层厚度为声波在其中波长的1/4;所述底电极为Au/Ti双层结构,按照Ti在下、Au在上的次序沉积在所述布拉格声反射层上;所述压电薄膜层沉积在所述底电极和布拉格反射层上,压电薄膜层极化轴垂直于衬底方向;所述压电薄膜上设有过孔,过孔数量和底电极的行互联线相等;所述顶电极为Au/Ti双层结构,按照Ti在下、Au在上的次序沉积在所述压电薄膜层上;所述过孔填充物填充在所述压电薄膜层的过孔中,过孔填充物一端与底电极行引出线接触,另一端与所述压电薄膜上表面平齐;所述电极焊盘为Au/Ti双层结构,按照Ti在下、Au在上的次序沉积在过孔填充物顶部和顶电极列引出线顶端,其几何图形为圆形。5.根据权利要求4所述磁传感器阵列集成结构,其特征在于:所述底电极包括多个环形区域,多个环形区域呈行列分布,每一个环形区域对应于一个磁传感器单元,位于同一行的多个环形区域通过行互联线连接引出;所述顶电极包括多个实心圆形区域,多个实心圆形区域呈行列分布,每一个实心圆形区域对应于一个磁传感器单元,位于同一列的实心圆形区域通过列互联线连接后引出;所述顶电极上的每一个实心圆形区域与所述底电极中环型区域一一对应并同心对准。6.根据权利要求1~5任一项所述磁传感器阵列集成结构,其特征在于:所述偏置磁铁为扁平形状,其上表面面积不小于所述体声波谐振器阵列芯片的底面积。7.根据权利要求6所述磁传感器阵列集成结构,其特征在于:所述磁流体加注在上述磁流体加注孔的内侧壁与体...
【专利技术属性】
技术研发人员:闻心怡,廖庆斌,尤晓健,陈梦珂,姚蓉,马剑,陈刚,
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七一九研究所,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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