The invention discloses a silicon carbide based integrated miniaturized fluxgate sensor, including a silicon carbide substrate, excitation coil, detection coil, magnetic core, electrode and silicon carbide films; the rectangular core in a rectangular groove of the inner surface of the silicon carbide substrate, magnetic core surface and the flat surface of the silicon carbide substrate; the excitation coil and the detection coil are 3D MEMS the solenoid coil, the micro channel array bottom coil excitation coil and the detection coil in the rectangular groove at the bottom of the bottom, between the electrified wire coil insulation silicon carbide substrate by micro channel array gap, insulated by chemical vapor deposition of SiC thin film magnetic core and coil insulation layer; through chemical vapor deposition of SiC thin film magnetic core and top coil excitation the coil and the detection coil, silicon carbide films by chemical vapor deposition of electrified wire coil top clearance Filled with insulation; the sensor surface is covered by chemical vapor deposited silicon carbide film, separated from the air and exposed through the through hole.
【技术实现步骤摘要】
一种微型磁通门传感器
本专利技术涉及微机电系统领域,尤其涉及一种碳化硅基集成微型化磁通门传感器。
技术介绍
磁通门传感器作为一种传统的弱磁场检测器件,一直有着其独特的优势而无法为其他磁场传感器所取代,近年来更是不断在新的领域发现其应用潜力,例如室内地磁定位、导弹惯性制导、小卫星姿态控制、虚拟现实动作检测、智能交通等。近年来,由于经常需要在较高温度和恶劣的环境下对特定部件进行精确转速测量,并且不能变动被测部件的结构,同时空间有限,如车辆变速箱或飞机发动机中齿轮转速的测量,往往要求磁传感器可以承受500℃以上高温。因此对磁通门传感器的要求趋向于耐高温、更薄、更轻、更便宜。传统磁通门传感器使用一个坚固的骨架作为基座,将软磁带状磁芯固定于骨架上,然后在其上缠绕一个通过电流产生磁场的激励线圈,和一个在激励线圈诱发磁场基础上检测外部磁场效应的磁场感应线圈。这使得传统磁通门传感器的工作温度范围有限,而且尺寸大、重量高、灵敏度低以及长期稳定性差。MEMS技术的发展为微型化磁通门传感器的研制提供了一条有效可靠的途径。与传统磁通门传感器探头相比较,MEMS磁通门传感器探头结构紧凑,体积、质量小,安装调试简单,不怕震动撞击,受环境温度变化影响小。采用MEMS技术研制微型磁通门传感器成为国内外研究开发的热点。经对现有技术的文献检索发现,J.Kubik等(L.PavelandP.Ripka)在《IEEESENSORJOURNAL》(IEEE传感器杂志)Vol.7,pp179-183,2007上发表了“Low-PowerPrintedCircuitBoardFluxgateSenso ...
【技术保护点】
一种微型磁通门传感器,其特征在于,包括碳化硅衬底、激励线圈、检测线圈、磁芯、电极和碳化硅薄膜;其中矩形的所述磁芯位于所述碳化硅衬底表面的矩形凹槽内,所述磁芯的上表面与所述碳化硅衬底表面平齐;所述矩形凹槽底部分布微槽阵列,并且所述微槽阵列两端延伸进入所述碳化硅衬底内部,在所述矩形凹槽两侧的所述碳化硅衬底表面刻蚀有阵列通孔,使所述微槽阵列的两端露出;所述激励线圈和所述检测线圈均为微机电三维螺线管线圈,所述激励线圈和所述检测线圈的底层线圈位于所述矩形凹槽底部的所述微槽阵列内,所述底层线圈的通电导线之间由微槽阵列间隙的碳化硅衬底绝缘,所述底层线圈上表面与所述矩形凹槽的底部表面平齐,所述底层线圈通过碳化硅薄膜与所述磁芯绝缘;所述激励线圈和所述检测线圈的顶层线圈通过碳化硅薄膜与所述磁芯绝缘,所述顶层线圈的通电导线间隙由碳化硅薄膜填满绝缘,并通过位于所述底层线圈通电导线的两端上方的阵列通孔内的连接导体与所述底层线圈连接形成完整的三维螺线管线圈;所述微型磁通门传感器表面由碳化硅薄膜覆盖与空气隔离,并通过通孔露出电极。
【技术特征摘要】
1.一种微型磁通门传感器,其特征在于,包括碳化硅衬底、激励线圈、检测线圈、磁芯、电极和碳化硅薄膜;其中矩形的所述磁芯位于所述碳化硅衬底表面的矩形凹槽内,所述磁芯的上表面与所述碳化硅衬底表面平齐;所述矩形凹槽底部分布微槽阵列,并且所述微槽阵列两端延伸进入所述碳化硅衬底内部,在所述矩形凹槽两侧的所述碳化硅衬底表面刻蚀有阵列通孔,使所述微槽阵列的两端露出;所述激励线圈和所述检测线圈均为微机电三维螺线管线圈,所述激励线圈和所述检测线圈的底层线圈位于所述矩形凹槽底部的所述微槽阵列内,所述底层线圈的通电导线之间由微槽阵列间隙的碳化硅衬底绝缘,所述底层线圈上表面与所述矩形凹槽的底部表面平齐,所述底层线圈通过碳化硅薄膜与所述磁芯绝缘;所述激励线圈和所述检测线圈的顶层线圈通过碳化硅薄膜与所述磁芯绝缘,所述顶层线圈的通电导线间隙由碳化硅薄膜填满绝缘,并通过位于所述底层线圈通电导线的两端上方的阵列通孔内的连接导体与所述底层线圈连接形成完整的三维螺线管线圈;所述微型磁通门传感器表面由碳化硅薄膜覆盖与空气隔离,并通过通孔露出电极。2.如权利要求1所述的微型磁通门传感器,其特征在于,所述矩形凹槽采用干法刻蚀工艺在碳化硅衬底表面刻蚀形成,矩形...
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