一种多通道集成式磁传感器制造技术

本发明专利技术提供一种多通道集成式磁传感器，包括集成多个磁传感芯片单元的磁传感器芯片，每一所述磁传感芯片单元包括由至少两条平行且钉扎方向相反的磁敏感薄膜连接而成的惠斯通电桥电路及与其电连接的电极对组成的独立输出通道。该多通道集成式磁传感器结构简单，体积小，易于集成化，降低功耗；而且，响应速度块、分辨率高、稳定性和可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道集成式磁传感器
本专利技术属于微纳米传感器
，具体涉及一种多通道集成式磁传感器。
技术介绍
磁场、电流、应力应变、温度、光等的变化容易引起周围环境的磁变化，磁传感器即是利用对磁变化有敏感作用并导致其磁性能变化的敏感单元，将敏感单元的磁性能变化转换成电信号，通过测量电信号即可获得磁场、电流、应力应变、温度或光等物理量的值。由于微小的磁变化都会引起敏感单元的磁性能发生变化。因此，磁传感器被广泛应用于航空、航天、微电子，地质探矿、医学成像、信息采集以及军事等高精密领域。目前线圈式磁传感器是被广泛使用的磁传感器，S卩，线圈作为敏感单元。图1a为在金融领域被广泛应用的具有多通道读卡器的部分结构示意图，图1b为金融领域被广泛应用的具有多通道读卡器的部分截面示意图。如图1和图2所示，多通道读卡器包括磁传感器100，磁传感器100由支架11支撑固定。磁传感器100包括外壳101，在外壳101上设有三个通孔121、122、123，在壳体101内设有三个磁传感单元，而且每一磁传感单元对应一通孔。每一磁传感单元包括绕组102和铁芯104。在铁芯104的感应面上设有磁隙103，磁隙103作为磁传感单元的感应区域，用于感应磁卡内的磁场。铁芯104自通孔伸出外壳101，且铁芯104的感应面与外壳101的外表面基本齐平。绕组102设置在铁芯104的底部，绕组102中产生感生电动势与磁隙103感应到的磁性条上的磁场强度成比例。绕组102和铁芯104通过硅胶105等材料封装在外壳101内。使用时，将磁卡的磁性条从磁传感100的感应区域划过，每一磁隙103分别感应磁卡内的一个磁轨道，并在对应的绕组中产生感生电动势，感生电动势的大小与磁性条上的磁场强度成比例，因此可以获得磁卡上的信息。然而，随着金融业的发展和仿真度的不断提高，对线圈式磁传感器灵敏度和抗干扰的要求不断提高，这就需要增加绕组102的匝数(数千匝)和延长磁隙103长度，但是，由于设计尺寸的限制，特别是厚度尺寸的限制，这种方法也无法满足要求，而且，增加绕组匝数和延长磁隙长度也大大增加了制作成本。另外，线圈式磁传感器还存在响应慢、分辨率低、稳定性、可靠性差以及制作工艺复杂等诸多缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就是针对磁传感器中存在的上述缺陷，提供一种多通道集成式磁传感器，其不仅体积小，而且响应快、分辨率高、稳定性和可靠性好。为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术还提供一种多通道集成式磁传感器，包括集成多个磁传感芯片单元的磁传感器芯片，每一所述磁传感芯片单元包括由至少两条平行且钉扎方向相反的磁敏感薄膜连接而成的惠斯通电桥电路及与其电连接的电极对组成的独立输出通道。其中，所述磁传感器芯片单元具有对称中心，所述对称中心为所述磁敏感薄膜在其长度方向上的对称中心，多个所述磁传感器芯片单元沿所述对称中心排列。其中，相邻的两个所述磁传感器芯片单元的对称中心在同一直线上。其中，相邻的两个所述磁传感器芯片单元的对称中心不在同一直线上。其中，多个所述磁传感芯片单元在所述对称中心所在方向保持一定间隙。其中，在相邻的两个所述磁传感芯片单元中，所述磁敏感薄膜的间距相等。其中，在相邻的两个所述磁传感芯片单元中，所述磁敏感薄膜的间距不相等。其中，所述磁传感芯片单元包括第一磁敏感薄膜和第二磁敏感薄膜，所述第一磁敏感薄膜的第一端和所述第二磁敏感薄膜的第一端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第一接线端，所述第一磁敏感薄膜的第二端和所述第二磁敏感薄膜的第二端分别作为所述惠斯通电桥电路的第二接线端和第三接线端，所述第一接线端、所述第二接线端和所述第三接线端连接成惠斯通半桥电路。其中，所述磁传感芯片单元包括第一磁敏感薄膜、第二磁敏感薄膜、第三磁敏感薄膜和第四磁敏感薄膜，所述第一磁敏感薄膜的第一端和所述第二磁敏感薄膜的第一端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第一接线端，所述第一磁敏感薄膜的第二端与所述第三磁敏感薄膜的第一端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第二接线端，所述第二磁敏感薄膜的第二端与所述第四磁敏感薄膜的第一端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第三接线端，所述第三磁敏感薄膜的第二端与所述第四磁敏感薄膜的第二端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第四接线端，所述第一接线端、第二接线端、第三接线端以及第四接线端连接成惠斯通全桥电路。其中，所述磁敏感薄膜为连续不间断式磁敏感薄膜。其中，所述磁敏感薄膜为间断式磁敏感薄膜，S卩，所述磁敏感薄膜包括多段磁敏感薄膜段，而且相邻两段所述磁敏感薄膜段由导电材料连接。其中，所述磁敏感薄膜为条状或蛇形或其组合体。其中，所述磁敏感薄膜为霍尔效应薄膜、各向异性磁电阻薄膜、巨磁电阻薄膜、隧道磁电阻薄膜、巨磁阻抗薄膜或巨霍尔效应薄膜。其中，所述磁传感芯片还包括基底，多个所述磁传感芯片单元沉积在所述基底的表面。其中，还包括屏蔽外壳、印刷电路板以及焊针，所述磁传感芯片和所述印刷电路板设置在所述屏蔽外壳内；在所述屏蔽外壳上设有贯穿其厚度的感应窗口，所述磁传感芯片的感应面与所述感应窗口相对；所述磁传感芯片和所述印刷电路板与所述屏蔽外壳通过粘胶固定；所述磁传感芯片单元通过所述电极对与所述印刷电路板电连接，所述焊针作为所述磁传感芯片单元的输出通道与所述印刷电路板电连接。其中，所述屏蔽外壳采用坡莫合金、铁氧体或硒钢片制作；或者采用金属材料或非金属材料制作，并在其外表面加镍铁或坡莫合金的镀层。其中，在所述屏蔽外壳上设有与所述磁传感芯片数量相等的所述感应窗口，每一所述磁传感芯片与一所述感应窗口相对；或者，在所述屏蔽壳体上设有一个所述感应窗口，多个所述磁传感芯片共同与所述感应窗口相对。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术提供的多通道集成式磁传感器是利用磁传感芯片单元来感应被测物体的磁场，其简化了磁传感芯片的结构，减小了磁传感器的体积，从而有利于使磁传感器小型化；而且，磁传感芯片包括惠斯通电桥电路，惠斯通电桥电路是由两条以上钉扎方向相反的磁敏感薄膜连接而成，利用磁敏感薄膜来获得磁传感器芯片单元，不仅减小了磁传感器的体积，而且有利于磁传感器的微型化、集成化以及降低功耗。另外，利用钉扎方向相反的磁敏感薄膜获得的惠斯通电桥电路可以提高磁传感器的响应速度和分辨率，而且稳定性和可靠性高。【附图说明】图1a为在金融领域被广泛应用的具有多通道读卡器的部分结构示意图；图1b为金融领域被广泛应用的具有多通道读卡器的部分截面示意图；图2为本专利技术实施例三通道集成式磁传感器的立体分解图；图3a为本专利技术实施例磁传感器芯片的结构示意图；图3b为本专利技术实施例惠斯通半桥电路的拓扑图； 图3c为本专利技术另一实施例磁传感器芯片的结构示意图； 图3d为本专利技术又一实施例磁传感器芯片的结构示意图；图4a为本专利技术实施例另一磁传感芯片的结构不意图；图4b为本专利技术实施例又一磁传感芯片的结构不意图；图5为本专利技术另一实施例磁传感芯片的结构不意图；图6为本专利技术实施例又一磁传感芯片的结构不意图；图7为本专利技术实施例另一磁传感芯片的结构不意图；图8为本专利技术实施例惠斯通全桥电路的拓扑图。【具体实施方式】为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术提供的多通道集成式磁传感器进行详细描述。本专利技术提供的多通道集成式磁传感器包括多个磁传感芯片单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道集成式磁传感器，其特征在于，包括集成多个磁传感芯片单元的磁传感器芯片，每一所述磁传感芯片单元包括由至少两条平行且钉扎方向相反的磁敏感薄膜连接而成的惠斯通电桥电路及与其电连接的电极对组成的独立输出通道。

【技术特征摘要】
1.一种多通道集成式磁传感器，其特征在于，包括集成多个磁传感芯片单元的磁传感器芯片，每一所述磁传感芯片单元包括由至少两条平行且钉扎方向相反的磁敏感薄膜连接而成的惠斯通电桥电路及与其电连接的电极对组成的独立输出通道。2.根据权利要求1所述的多通道集成式磁传感器，其特征在于，所述磁传感器芯片单元具有对称中心，所述对称中心为所述磁敏感薄膜在其长度方向上的对称中心，多个所述磁传感器芯片单元沿所述对称中心排列。3.根据权利要求2所述的多通道集成式磁传感器，其特征在于，相邻的两个所述磁传感器芯片单元的对称中心在同一直线上。4.根据权利要求2所述的多通道集成式磁传感器，其特征在于，相邻的两个所述磁传感器芯片单元的对称中心不在同一直线上。5.根据权利要求2所述的多通道集成式磁传感器，其特征在于，多个所述磁传感芯片单元在所述对称中心所在方向保持一定间隙。6.根据权利要求1所述的多通道集成式磁传感器，其特征在于，在相邻的两个所述磁传感芯片单元中，所述磁敏感薄膜的间距相等。7.根据权利要求1所述的多通道集成式磁传感器，其特征在于，在相邻的两个所述磁传感芯片单元中，所述磁敏感薄膜的间距不相等。8.根据权利要求1所述的多通道集成式磁传感器，其特征在于，所述磁传感芯片单元包括第一磁敏感薄膜和第二磁敏感薄膜，所述第一磁敏感薄膜的第一端和所述第二磁敏感薄膜的第一端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第一接线端，所述第一磁敏感薄膜的第二端和所述第二磁敏感薄膜的第二端分别作为所述惠斯通电桥电路的第二接线端和第三接线端，所述第一接线端、所述第二接线端和所述第三接线端连接成惠斯通半桥电路。9.根据权利要求1所述的多通`道集成式磁传感器，其特征在于，所述磁传感芯片单元包括第一磁敏感薄膜、第二磁敏感薄膜、第三磁敏感薄膜和第四磁敏感薄膜，所述第一磁敏感薄膜的第一端和所述第二磁敏感薄膜的第一端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第一接线端，所述第一磁敏感薄膜的第二端与所述第三磁敏感薄膜的第一端耦接作为所述惠斯通电桥电路的第二接线端，所述第二磁敏感薄膜的第二端与所述第四磁敏感薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：时启猛，彭春雷，曲炳郡，
申请(专利权)人：北京嘉岳同乐极电子有限公司，
类型：发明
国别省市：