使用印刷电路板技术的弱磁场传感器及其制作方法技术

一种使用印刷电路板技术的弱磁场传感器，包括：　　　　第一磁芯，具有彼此并联连接的第一和第二铁芯；　　　　第一激励线圈，分别缠绕在所述第一和第二铁芯上，以便向所述第一磁芯提供交变激励电流；以及　　　　第一检测线圈，与所述第一激励线圈一起交替安置在形成所述第一激励线圈的相同表面上，以便检测在所述第一磁芯中生成的磁通量的变化；　　　　其中在相同的表面形成将呈螺线管的由金属材料形成的用于交替电流激励和差动激励的所述第一激励线圈，以及金属材料形成的将呈螺线管的用于检测在所述第一磁芯中生成的所述磁通量的变化的所述第一检测线圈；　　　　其中在检测所述磁通量的方向中形成所述第一磁芯以便减小去磁场分量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及，以及更具体地说涉及，其中用激励电路图形和检测电路图形来缠绕矩形环形磁芯，以及分别在x轴和y轴方向中实现弱磁场传感器以便精确地计算方位，从而自动检测具有与地磁场相似的强度的弱磁场。
技术介绍
近年来，随着由于移动电话和移动终端的普及，扩展了各种信息服务，位置信息服务已经变成基本功能，但在未来还需要更详细和便捷的服务。另外，需要能自动检测当前位置的传感器来获得所需位置信息。对用于提供位置信息的装置来说，已经将用于自动检测地磁场以及检测位置的弱磁场传感器，即，使用磁性材料和线圈，用于自动检测地球的弱磁场的磁传感器用作高灵敏度磁传感器。传统的弱场磁传感器是通过用手将导电线圈绕在由磁性带形成的相对大的杆状铁芯或环状铁芯上形成的。另外，需要电路来获得与测量磁场成比例的磁场。例如，将磁通门磁传感器用作传统弱磁场传感器的普通部件。磁通门磁传感器使用由高导磁率磁性材料形成的铁芯，并使用由缠绕该磁芯的初级线圈生成的电压差来识别方向，从而自动检测弱磁场。在常规方向中，通过将由铜制成的铜线缠绕在圆形磁芯上来形成传统的磁通门磁传感器。详细地说，在磁能门磁传感器中，通过以常规间隔和应力，在常规方向中，将由铜制成的铜线缠在磁芯上来形成激励线圈(初级线圈)以便在磁芯中生成磁场。此后，形成拾波线圈(pick up coil)(次级线圈)以便自动检测由激励线圈在磁芯中生成的磁场，以及在这种情况下，也通过以常规间隔和应力将铜线缠在磁芯上来形成拾波线圈。如上所述，通过缠绕铜线形成的磁能门磁传感器包括激励线圈和用于检测由该激励线圈在磁芯中生成的磁场的拾波线圈。使用在前已经公知的线卷技术(wire coil)，将激励和拾波线圈缠在磁芯上。在这种情况下，应当将次级线圈缠绕成与x和y方向垂直，因为它将要准确地分析磁场的灵敏度。在传统的磁通门磁传感器中，应当准确地将线圈缠在铁芯上。由于线圈具有几十微米的直径，很难保持这种位置准确性。因此，由于导线受温度、光和表面材料的影响，降低了线圈的位置准确性。另外，磁通门磁传感器的问题在于直接将线圈缠绕在磁芯上，以便频繁地切断线圈。另外，增加了传感器的大小，以致传感器不符合电子设备趋向小型化和质轻的趋势，因此，增加了功耗。为解决传统磁能门磁传感器的问题，在US专利Nos.5,936,403和6,270,686中公开了一种弱磁场传感器。在这些专利中，通过将每个具有圆形导体图形的两个非晶板层叠在环氧树脂基板的相对面上来形成非晶铁芯，环氧树脂基板具有蚀刻在其上的具体图形以及用于垂直导电率(vertical conductivity)的电容，以及具有线圈x和线圈y的环氧树脂基底分别层叠在非晶铁芯的顶面和底面上。然而，在美国专利No.5,936,403中，由于通过将每个具有圆形图形的两个非晶板层叠在环氧树脂基板的相对面上以便与该圆形图形对应来形成非晶铁芯，使弱磁场传感器的制作工艺变得复杂并且由于许多层的传感器，增加了制作成本。
技术实现思路
因此，鉴于在现有技术中出现的上述问题，做出了本专利技术，以及本专利技术的目的是提供，其中将受地磁场影响的磁芯形成为矩形环形闭合磁路，从而最小化泄漏在激励磁芯中生成的磁通量。本专利技术的另一目的是提供，其中分开激励线圈，以便分别将它们缠绕在磁芯的两部分上，因此消除了磁芯中生成的激励信号，从而很容易处理在该铁芯中生成的信号。本专利技术的另一目的是提供印刷电路板技术的弱磁场传感器，具有高灵敏度以及在批量生产和低制作成本方面很有利。本专利技术的另一目的是提供印刷电路板技术的弱磁场传感器，能精确地检测磁场并且微型化。为实现上述问题，本专利技术提供使用印刷电路板技术的弱磁场传感器，包括第一磁芯，具有彼此并联连接的第一和第二铁芯；第一激励线圈，分别缠绕在所述第一和第二铁芯上以便向所述第一磁芯提供交变激励电流；以及第一检测线圈，与所述第一激励线圈一起交替安置在形成所述第一激励线圈的相同表面上，以便检测在所述第一磁芯中生成的磁通量的变化；其中在相同的表面形成由螺线管的金属材料形成的所述第一激励线圈，用于交替电流激励和差动激励，以及由螺线管的金属材料形成的所述第一检测线圈，用于检测在所述第一磁芯中生成的所述磁通量的变化；其中在检测所述磁通量的方向中形成所述第一磁芯以便减小去磁场分量。所述第一磁芯为矩形环形铁芯。所述彼此分开的激励线圈以及检测线圈是在相同表面上形成的电磁铁线圈，并环绕所述第一磁芯。通过涂以铜的盲通孔，连接所述激励线圈和所述检测线圈的每一个的上下部分。安置每一个所述激励线圈的连接焊盘以及所述检测线圈的连接焊盘以形成两条线路。分别从所述第一和第二铁芯的下面部分缠绕所述激励线圈，并且它们是彼此对称的。所述弱磁场传感器进一步包括第二磁芯，具有彼此并联连接并且在垂直于形成所述第一磁芯的表面的表面上形成的第三和第四铁芯；第二激励线圈，分别缠绕在所述第三和第四铁芯上，以便向所述第二磁芯提供交变激励电流；以及第二检测线圈，与所述第二激励线圈一起交替安置在形成所述第二激励线圈的相同表面上，并缠绕所述第三和第四铁芯，以便检测在所述第二磁芯中生成的磁通量的变化。在印刷电路板上形成所述磁芯、所述激励线圈以及所述检测线圈，以及所述印刷电路板包括敷铜箔叠层板(CCL)以及半固化片，以及由FR-4环氧树脂、BT树脂、聚四氟乙烯以及聚酰亚胺中的一个形成所述半固化片。为实现上述目的，本专利技术提供使用印刷电路板技术的弱磁场传感器，包括敷铜箔叠层板；通过蚀刻分别安置在所述敷铜箔叠层板两面上的铜箔，使用所述激励电路图形形成的激励线圈；使用与所述激励线圈交替安置在形成所述激励线圈的相同表面上的检测电路图形形成的检测线圈；在层间形成的x轴磁芯，所述每层具有分别形成激励和检测线圈的激励和检测电路图形；以及粘合剂，用于将所述层连接到所述x轴磁芯上；其中在检测磁通量的方向中形成所述x轴磁芯以便减小去磁分量。弱磁场传感器进一步包括在垂直于形成所述x轴磁芯的表面的表面上形成的y轴磁芯。为实现上述目的，本专利技术一种制造使用印刷电路板技术的弱磁场传感器的方法，包括步骤在敷铜箔叠层板上，使用在所述敷铜箔叠层板的两面上形成的铜箔，形成具有在上磁芯之下和下磁芯之上的两个部分的每一个上形成的激励和检测电路图形的第一内层；通过分别将用于形成上下磁芯的磁带放置在上半固化片之上以及下固化片之下，以及将所述磁带连同所述半固化片分别粘合在所述第一内层的两面上以便所述磁带与所述第一内层接触来形成第二内层；通过分别在所述第二内层的两面上形成上下半固化片，以及在所述上固化片之上以及所述下固化片之下的两个部分的每一个形成铜箔来形成外层；使用激光钻孔，去除部分所述铜箔以便形成用于连接在呈螺线管的上下磁芯的每一个之上和之下形成的激励电路图形，以及连接在呈螺线管的上下磁芯的每一个之上和之下形成的检测电路图形；蚀刻使用激光钻孔去除铜箔的部分，用于仅去除环氧树脂，以便暴露所述第一内层的电路图形，并且对暴露于外面的表面和盲通孔涂敷金属；通过曝光和蚀刻过程，在所述上磁芯之上以及所述所述下磁芯之下的两个部分的每一个上形成激励和检测电路图形。形成所述第二内层的步骤通过下述步骤来执行分别将上下半固化片放置在所述第一内层之上和之下；精确地放置用于分别在所述上半固化片之上以及所述下固化片之下形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜明衫，崔相彦，崔源悦，康丈珪，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：