一种集成式接近开关、接近开关系统及接近开关制造方法技术方案

本发明专利技术属于集成式开关及其加工方法，具体涉及一种集成式接近开关、接近开关系统及接近开关制造方法，解决了现有技术中霍尔接近开关无法实现全自动化标准生产和体积大的技术问题。其中，集成式接近开关包括霍尔集成电路，以及设置于霍尔集成电路背面的磁性薄膜层，霍尔集成电路和磁性薄膜层之间设有绝缘层，所述磁性薄膜层的N极在上S极在下或S极在上N极在下；霍尔集成电路、绝缘层和磁性薄膜层封装于一体；或将磁性薄膜层替换为磁铁。上述集成式接近开关的加工方法采用溅射或粘贴的方式将磁性薄膜层或磁铁集成于霍尔集成电路上。该集成式接近开关还可以用于集成式接近开关系统，将磁性物体与集成式接近开关相对布置。

An integrated approach switch, approach switch system and approach switch manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种集成式接近开关、接近开关系统及接近开关制造方法
本专利技术属于集成式接近开关及其加工方法，具体涉及一种集成式接近开关、接近开关系统及接近开关制造方法。
技术介绍
利用霍尔元件做成的接近开关具有无触点、低功耗、使用寿命长和响应频率高的特点，适用范围广泛。当前传统的霍尔接近开关01工作原理是，磁性目标02接近霍尔开关01时，霍尔开关01检测面上的霍尔元件产生霍尔效应而使霍尔开关01内部电路状态发生变化，由此来判断附近是否有磁性目标02的存在，进而来控制霍尔接近开关01的通断。该类霍尔接近开关01结构简单，使用方便，但存在如下问题：(1)无法实现全自动化标准生产。现有霍尔接近开关技术利用霍尔元件加磁铁，再加上外壳，通过灌胶的方法制成，很难达到全自动标准化生产；(2)体积大。使用前述方法生产的霍尔接近开关01尺寸大。由于霍尔接近开关01的检测对象必须是磁性物体，实际使用时都会如图1在霍尔开关01或如图2在待测目标04上安装一块磁性铁03来满足霍尔接近开关01的工作需求，但会导致结构体积大，且外置磁性铁易碎。该类霍尔接近开关01用于其它领域，如转速传感器时，也存在上述的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是在于解决现有技术中霍尔接近开关无法实现全自动化标准生产和体积大的技术问题，提供一种集成式接近开关、接近开关系统及接近开关制造方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种集成式接近开关，其特殊之处在于，包括霍尔集成电路，以及设置于霍尔集成电路背面的磁性薄膜层，霍尔集成电路和磁性薄膜层之间设有绝缘层，所述磁性薄膜层的N极在上S极在下或S极在上N极在下；霍尔集成电路、绝缘层和磁性薄膜层封装于一体。为了将霍尔集成电路与磁性薄膜层之间隔离开，便于磁性薄膜层在霍尔集成电路上进行溅射，对霍尔集成电路的背面先进行预处理，设置绝缘层：进一步地，所述绝缘层为氮化硅绝缘层，或者所述绝缘层为二氧化硅绝缘层。为了同时兼顾集成度和开关的性能，磁性薄膜层的厚度控制在100-400μm，绝缘层的厚度为100-2000nm。一种集成式接近开关系统，其特殊之处在于，包括磁性物体和如上所述集成式接近开关；所述磁性物体与集成式开关相对布置，磁性物体与集成式开关之间留有间隙。该集成式接近开关系统应用范围及其广泛，可用于各种检测接近或远离程度，以及其他接近程度的场合，只需将磁性物体和集成式接近开关相对布置即可。一种集成式接近开关，其特殊之处在于，包括霍尔集成电路和设置于霍尔集成电路背面的磁铁；所述霍尔集成电路和磁铁之间设有绝缘层；所述磁铁的N极和S极连线垂直于霍尔集成电路；霍尔集成电路、绝缘层和磁铁封装于一体。此处用磁铁替换了前述的磁性薄膜层，同样达到磁性薄膜层的目的，磁铁的具体厚度可根据需要进行调整，一般采用厚度为0.1-0.5mm的磁铁。进一步地，所述绝缘层为氮化硅绝缘层或二氧化硅绝缘层，与前述相同，此处的二氧化硅绝缘层或氮化硅绝缘层便于磁铁与霍尔集成电路的结合。一种集成式接近开关系统，其特殊之处在于，包括磁性物体和如上所述集成式接近开关；所述磁性物体与集成式接近开关相对布置，磁性物体与集成式接近开关之间留有间隙。一种集成式接近开关的制造方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：步骤1，取霍尔晶圆，在霍尔晶圆的背面生长绝缘层；所述绝缘层为二氧化硅绝缘层或氮化硅绝缘层；步骤2，在绝缘层上磁控溅射磁性薄膜层；对磁性薄膜层进行磁化处理，使S极在上N极在下或N极在上S极在下；或者，在绝缘层上粘贴磁铁，所述磁铁的N极和S极连线垂直于霍尔集成电路；步骤3，对附有绝缘层和磁性薄膜层的霍尔晶圆进行切割；或着对附有绝缘层和磁铁的霍尔晶圆进行切割；将霍尔晶圆切割为多个霍尔集成电路，对应形成多个芯片级集成式接近开关；步骤4，对每个芯片级集成式接近开关进行封装，完成集成式接近开关(5)的加工。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的集成式接近开关，将磁性薄膜层或磁铁集成于霍尔集成电路上，再进行封装，磁场密度增强，更容易产生霍尔效应，控制开关的通断，另外开关的体积极大减小，同时更容易实现全自动标准化生产。本专利技术的开关在体积减小的同时，保证了霍尔接近开关的精度，集成度高，使用时无需再在霍尔接近开关或待测目标上增加小磁铁，集成式接近开关也可方便的调整开关通断的阈值。另外，绝缘层便于对霍尔集成电路和磁性薄膜层进行隔离，或便于对霍尔集成电路和磁铁间进行隔离。2.本专利技术的绝缘层采用二氧化硅绝缘层或氮化硅绝缘层，尤其是二氧化硅绝缘层，隔离效果更佳，更便于磁性薄膜层在加工时进行溅射。3.本专利技术的集成式接近开关系统，磁性物体与本专利技术的集成式接近开关相对布置，利用集成式接近开关的高精度和高集成度特性，系统精度也得到保证，且应用时体积小巧，能够适用于更广泛的应用环境。4.本专利技术集成式接近开关的制造方法，采用磁控溅射的方法溅射磁性薄膜，或用粘贴的方法在二氧化硅绝缘层或氮化硅绝缘层上设置磁铁，切割后再进行整体封装，加工方法操作便捷，可一次加工多个集成式接近开关；上述制造方法便于实现全自动标准化加工，全自动标准化加工方法不仅可以更容易实现小型化，而且可以极大提高产品精度，相比使用时再在霍尔开关或待测目标上增加小磁铁，可以极大减小产品系统，提高产品精度。利用集成式接近开关的高精度和高集成度特性，系统精度也得到保证，且应用时体积小巧，能够适用于更广泛的应用环境。附图说明图1为本专利技术
技术介绍
中磁性铁安装于霍尔接近开关的使用示意图；图2为本专利技术
技术介绍
中磁性铁安装于待测目标的使用示意图；图3为本专利技术实施例一和实施例二中集成式接近开关的结构示意图；图4为本专利技术实施例一中集成式接近开关系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例二中集成式接近开关系统的结构示意图；图6为本专利技术实施例二中集成式接近开关系统检测转速和方向的原理示意图(齿轮沿A方向转动)；图7为本专利技术实施例二中集成式接近开关系统检测转速和方向的原理示意图(齿轮沿B方向转动)；图8为本专利技术实施例三和实施例四中集成式接近开关的结构示意图；图9为本专利技术集成式接近开关中常开式N极触发接近开关工作原理示意图；图10为本专利技术集成式接近开关中常开式S极触发接近开关工作原理示意图；图11为本专利技术集成式接近开关的制造方法中霍尔晶圆的结构示意图。以下是图1和图2的附图标记说明：其中，01-霍尔接近开关、02-磁性目标、03-磁性铁、04-待测目标。以下是图3至图11的附图标记说明：其中，1-霍尔集成电路、2-绝缘层、3-磁性薄膜层、301-N极磁性薄膜层、302-S极磁性薄膜层、4-磁铁、5-集成式接近开关、6-磁性物体、7-霍尔晶圆、8-齿轮。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成式接近开关，其特征在于：包括霍尔集成电路(1)，以及设置于霍尔集成电路(1)背面的磁性薄膜层(3)，霍尔集成电路(1)和磁性薄膜层(3)之间设有绝缘层(2)，所述磁性薄膜层(3)的N极在上S极在下或S极在上N极在下；霍尔集成电路(1)、绝缘层(2)和磁性薄膜层(3)封装于一体。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成式接近开关，其特征在于：包括霍尔集成电路(1)，以及设置于霍尔集成电路(1)背面的磁性薄膜层(3)，霍尔集成电路(1)和磁性薄膜层(3)之间设有绝缘层(2)，所述磁性薄膜层(3)的N极在上S极在下或S极在上N极在下；霍尔集成电路(1)、绝缘层(2)和磁性薄膜层(3)封装于一体。


2.如权利要求1所述一种集成式接近开关，其特征在于：所述绝缘层(2)为氮化硅绝缘层。


3.如权利要求1所述一种集成式接近开关，其特征在于：所述绝缘层(2)为二氧化硅绝缘层。


4.一种集成式接近开关系统，其特征在于：包括磁性物体(6)和如权利要求1-3任一项所述集成式接近开关(5)；所述磁性物体(6)与集成式接近开关(5)相对布置，磁性物体(6)与集成式接近开关(5)之间留有间隙。


5.一种集成式接近开关，其特征在于：包括霍尔集成电路(1)和设置于霍尔集成电路(1)背面的磁铁(4)；所述霍尔集成电路(1)和磁铁(4)之间设有绝缘层(2)；所述磁铁(4)的N极和S极连线垂直于霍尔集成电路(1)；霍尔集成电路(1)、绝缘层(2)和磁铁(4)封装于一体。


6.如权利要求5所述一种集成式接近开关，其特征在于：所述绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文伟，宋瑞潮，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，西安中科阿尔法电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61