《一种芯片磁检测传感器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种芯片磁检测传感器.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104215920 A (43)申请公布日 2014.12.17 CN 104215920 A (21)申请号 201310216928.9 (22)申请日 2013.06.03 G01R 33/06(2006.01) (71)申请人 北京嘉岳同乐极电子有限公司 地址 100083 北京市海淀区信息路甲 28 号 科实大厦 B 座 10 层 A-1 (72)发明人 刘乐杰 时启猛 曲炳郡 (54) 发明名称 一种芯片磁检测传感器 (57) 摘要 本发明提供一种芯片磁检测传感器， 包括磁 芯片和外壳， 所述外壳的检测面设有窗口， 所述磁 芯片置于所述外壳内且与所述窗口相。
2、对， 还包括 盖板， 所述盖板嵌于所述窗口， 所述盖板覆盖所述 磁芯片的感应面。该芯片磁检测传感器的耐磨性 强， 寿命长， 灵敏度高和一致性好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104215920 A CN 104215920 A 1/2 页 2 1. 一种芯片磁检测传感器， 包括磁芯片和外壳， 所述外壳的检测面设有窗口， 所述磁芯 片置于所述外壳内且与所述窗口相对， 其特征在于， 还包括盖板， 所述盖板嵌于所述窗口， 所述盖板覆。
3、盖所述磁芯片的感应面。 2. 根据权利要求 1 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述盖板的外表面不高于 所述外壳的检测面。 3. 根据权利要求 1 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 与所述窗口接触的盖板接 触面的周缘尺寸部分或全部与所述窗口的内周缘尺寸匹配。 4. 根据权利要求 3 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 在所述外壳的壁厚方向， 所 述窗口的尺寸呈内大外小 ； 对应地， 在所述盖板的厚度方向， 所述盖板的尺寸呈内大外小。 5. 根据权利要求 4 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 在所述外壳的壁厚方向， 所 述窗口的尺寸由内向外逐渐缩小 ； 或者， 在所述窗口。
4、与所述盖板的接触面设置至少一个肩 部。 6. 根据权利要求 1 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 在所述盖板上设有卡部， 所 述磁芯片位于所述卡部之间。 7. 根据权利要求 6 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述卡部设于所述盖板的 边缘。 8. 根据权利要求 1 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述盖板采用绝缘材料制 作。 9. 根据权利要求 8 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述绝缘材料为陶瓷或树 脂。 10. 根据权利要求 1 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 包括线路板和焊针， 所述 线路板置于所述外壳内， 且所述线路板包括第一焊盘、 第二焊盘和布。
5、线， 所述第一焊盘与所 述第二焊盘通过所述布线对应电连接 ； 所述磁芯片固定于所述线路板， 且所述磁芯片的输入、 输出端与所述第一焊盘对应电 连接 ； 所述焊针的一端与所述第二焊盘对应电连接， 所述焊针的另一端自所述外壳内伸出。 11. 根据权利要求 10 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 包括永磁体和屏蔽罩， 所 述永磁体设于所述磁芯片的下方， 所述屏蔽罩包覆所述永磁体， 且所述屏蔽罩的开口朝向 所述磁芯片。 12. 根据权利要求 11 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 包括导磁体， 所述导磁体 设有导磁臂， 在所述线路板上设有与所述导磁臂匹配的通孔， 所述导磁臂自所述线路板的 。
6、下方穿过所述通孔伸出所述线路板的上表面 ； 所述磁芯片设于所述导磁臂之间， 所述永磁 体设于所述导磁体的下方。 13. 根据权利要求 12 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述磁芯片的感应面低 于所述导磁臂的顶面。 14. 根据权利要求 12 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述导磁体为一体结构， 或者由多个导磁单体叠置而成。 15. 根据权利要求 12 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述盖板设有卡部， 所述 盖板将所述磁芯片和所述导磁体的顶部覆盖。 16. 根据权利要求 1 所述的芯片磁检测传感器， 其特征在于， 所述导磁体采用坡莫合 权 利 要 求 书 CN 10。
7、4215920 A 2 2/2 页 3 金、 铁氧体或硅钢片制作。 权 利 要 求 书 CN 104215920 A 3 1/5 页 4 一种芯片磁检测传感器 技术领域 0001 本发明属于精密测量领域 , 具体涉及一种芯片磁检测传感器。 背景技术 0002 磁检测传感器是依据磁敏元件感应被测物体产生的磁场， 辨别被测物体的真伪或 相应的电流、 应力应变、 温度或光等测量值， 其被广泛应用于金融、 航空、 航天、 微电子， 地质 探矿、 医学成像、 信息采集及军事等领域。 0003 目前被广泛采用的磁敏元件主要有线圈和磁芯片， 其中， 磁芯片具有响应快、 灵敏 度高、 可靠性好以及体积小、 易。
8、集成等优点而被市场青睐。图 1 为典型芯片磁检测传感器的 结构示意图。如图 1 所示， 芯片磁检测传感器包括磁芯片 1、 线路板 2、 外壳 3 以及焊针 4， 磁 芯片 1 固定于线路板 2， 且磁芯片 1 的输入、 输出端通过导电体与设于线路板 2 的线路板焊 盘对应电连接。磁芯片 1 和线路板 2 置于外壳 3 内， 而且磁芯片 1 与设于外壳 3 上的窗口 5 相对。焊针 4 的一端与线路板 2 电连接， 即焊针 4 通过线路板 2 与磁芯片 1 的输入、 输出 端对应电连接。使用时， 磁芯片 1 的感应面与被测物体之间的距离影响芯片磁检测传感器 的灵敏度， 而且， 磁芯片 1 的感应。
9、面与被测物体之间的距离越小灵敏度越高。因此， 装配时， 磁芯片 1 的感应面与外壳 3 的检测面齐平。使用时， 磁芯片 1 的感应面与被测物体之间发 生摩擦， 导致磁芯片 1 损坏， 尤其容易导致电连接磁芯片 1 与线路板 2 的导线 7 损坏， 从而 影响芯片磁检测传感器的使用寿命。另外， 在装配芯片磁检测传感器时， 很难保证磁芯片 1 的感应面与外壳3的检测面之间的距离一致， 导致磁芯片1的一致性较差， 从而影响芯片磁 检测传感器的性能。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题就是针对芯片磁检测传感器中存在的上述缺陷， 提供一 种芯片磁检测传感器， 可以精确控制磁芯片的感应面与外壳的检。
10、测面之间的距离， 其寿命 长， 一致性好。 0005 为此， 本发明提供一种芯片磁检测传感器， 包括磁芯片和外壳， 所述外壳的检测面 设有窗口， 所述磁芯片置于所述外壳内且与所述窗口相对， 还包括盖板， 所述盖板嵌于所述 窗口， 所述盖板覆盖所述磁芯片的感应面。 0006 其中， 所述盖板的外表面不高于所述外壳的检测面。 0007 其中， 与所述窗口接触的盖板接触面的周缘尺寸部分或全部与所述窗口的内周缘 尺寸匹配。 0008 其中， 在所述外壳的壁厚方向， 所述窗口的尺寸呈内大外小 ； 对应地， 在所述盖板 的厚度方向， 所述盖板的尺寸呈内大外小。 0009 其中， 在所述外壳的壁厚方向， 所。
11、述窗口的尺寸由内向外逐渐缩小 ； 或者， 在所述 窗口与所述盖板的接触面设置至少一个肩部。 0010 其中， 在所述盖板上设有卡部， 所述磁芯片位于所述卡部之间。 说 明 书 CN 104215920 A 4 2/5 页 5 0011 其中， 所述卡部设于所述盖板的边缘。 0012 其中， 所述盖板采用绝缘材料制作。 0013 其中， 所述绝缘材料为陶瓷或树脂。 0014 其中， 还包括线路板和焊针， 所述线路板置于所述外壳内， 且所述线路板包括第一 焊盘、 第二焊盘和布线， 所述第一焊盘与所述第二焊盘通过所述布线对应电连接 ； 0015 所述磁芯片固定于所述线路板， 且所述磁芯片的输入、 输。
12、出端与所述第一焊盘对 应电连接 ； 所述焊针的一端与所述第二焊盘对应电连接， 所述焊针的另一端自所述外壳内 伸出。 0016 其中， 还包括永磁体和屏蔽罩， 所述永磁体设于所述磁芯片的下方， 所述屏蔽罩包 覆所述永磁体， 且所述屏蔽罩的开口朝向所述磁芯片。 0017 其中， 还包括导磁体， 所述导磁体设有导磁臂， 在所述线路板上设有与所述导磁臂 匹配的通孔， 所述导磁臂自所述线路板的下方穿过所述通孔伸出所述线路板的上表面 ； 所 述磁芯片设于所述导磁臂之间， 所述永磁体设于所述导磁体的下方。 0018 其中， 所述磁芯片的感应面低于所述导磁臂的顶面。 0019 其中， 所述导磁体为一体结构， 。
13、或者由多个导磁单体叠置而成。 0020 其中， 所述盖板设有卡部， 所述盖板将所述磁芯片和所述导磁体的顶部覆盖。 0021 其中， 所述导磁体采用坡莫合金、 铁氧体或硅钢片制作。 0022 本发明具有以下有益效果 ： 0023 本发明提供的芯片磁检测传感器， 在窗口设置盖板， 用盖板保护磁芯片的感应面， 可以避免被测物体与磁芯片之间摩擦， 从而提高磁芯片的使用寿命， 进而提高芯片磁检测 传感器的寿命 ； 而且， 盖板有利于控制磁芯片的感应面与检测面之间的距离， 从而提高芯片 磁检测传感器的一致性。 附图说明 0024 图 1 为典型芯片磁检测传感器的结构示意图 ； 0025 图 2a 为本发明。
14、实施例芯片磁检测传感器的外形图 ； 0026 图 2b 为本发明实施例芯片磁检测传感器的结构示意图 ； 0027 图 3 为本发明实施例磁芯片的结构示意图 ； 0028 图 4a 为本发明另一实施例芯片磁检测传感器的结构示意图 ； 0029 图 4b 为本发明又一实施例芯片磁检测传感器的结构示意图 ； 0030 图 4c 为本发明再一实施例芯片磁检测传感器的结构示意图 ； 0031 图 5a 为本发明另一实施例芯片磁检测传感器的分解图 ； 0032 图 5b 为本发明另一实施例芯片磁检测传感器的局部放大图 ； 0033 图 6a 为本发明实施例外壳和盖板的结构示意图 ； 0034 图 6b 为。
15、本发明另一实施例外壳和盖板的结构示意图。 具体实施方式 0035 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结合附图对本发明提 供的芯片磁检测传感器进行详细描述。 说 明 书 CN 104215920 A 5 3/5 页 6 0036 参照图 2a 和图 2b 所示， 芯片磁检测传感器包括磁芯片 11、 线路板 12、 盖板 13、 外 壳 14 以及焊针 15， 磁芯片 11 固定于线路板 12， 磁芯片 11 和线路板 12 置于外壳 14 内， 且 磁芯片 11 与设于外壳 11 上的窗口 17 相对。磁芯片 11 用于感应被测物体的磁场而输出感 应信号， 磁芯片 11 的输。
16、入、 输出端通过导线 16 与线路板 12 电连接。焊针 15 作为芯片磁检 测传感器的输入、 输出端与线路板12电连接， 也就是说， 磁芯片11的输入、 输出端通过线路 板 12 与焊针 15 对应电连接， 以将磁芯片 11 获得的感应信号输出。 0037 盖板 13 嵌于窗口 17， 盖板 13 覆盖磁芯片 11 的感应面 （图中所示磁芯片的顶面） ， 盖板 13 对磁芯片 11 起到保护作用， 可以避免使用过程中磁芯片 11 与被测物体之间的摩 擦， 以及运输或使用过程中磁芯片11与其它物体碰撞而损坏， 从而提高磁芯片11的使用寿 命。 盖板13不仅可以保护磁芯片11， 而且， 可以保护。
17、电连接磁芯片11的导线16， 防止损坏 ； 以及可以保护磁芯片11与导线16的焊点， 避免该焊点脱焊， 从而提高芯片磁检测传感器的 使用寿命。 0038 在实际加工过程中， 盖板 13 的厚度容易控制， 例如， 可以将盖板 13 的厚度控制在 0.1微米， 控制了盖板13的厚度即可控制磁芯片11的感应面与芯片磁检测传感器的检测面 之间的距离， 即盖板 13 有利于控制磁芯片的检测距离。装配时， 将磁芯片 11 的感应面紧贴 盖板 13 的内表面， 不仅可以保证磁芯片 11 的感应面与芯片磁检测传感器的检测面之间的 距离， 从而提高芯片磁检测传感器的一致性 ； 而且可以提高芯片磁检测传感器的装配。
18、效率， 从而降低生产成本。 另外， 在盖板13的边缘还可设置卡部131， 获得U型结构的盖板13。 根 据实际情况， 在盖板 13 的边缘也可以设置三个以上个卡部 131， 卡部 131 可以对称， 也可以 不对称。卡部 131 不仅有利于盖板 13 罩住磁芯片 11， 而且有利于盖板 13 的定位， 从而提高 芯片磁检测传感器的装配效率。 0039 优选地， 盖板 13 的顶面与外壳 14 的顶面 （即芯片磁检测传感器的检测面） 齐平， 这 样既可以保持芯片磁检测传感器的检测面平滑， 又可以使磁芯片 11 的感应面尽可能地靠 近芯片磁检测传感器的检测面， 从而提高芯片磁检测传感器的灵敏度。 。
19、0040 本实施例盖板 13 采用诸如陶瓷等绝缘材料制作， 以防止盖板 13 与磁芯片 11 或导 线 16 发生短路而影响芯片磁检测传感器的灵敏度和可靠性。当然， 盖板 13 也可以采用非 绝缘材料制作， 此时需要在磁芯片11的感应面与盖板13之间设置绝缘层即可， 但这将增加 芯片磁检测传感器的制作成本。因此， 优选采用绝缘材料制作盖板 13。更优选采用陶瓷材 料制作盖板 13， 这样不仅解决了绝缘问题， 而且， 陶瓷的耐磨性好， 可以提高芯片磁检测传 感器的使用寿命。 0041 如图 3 所示， 在本实施例中， 磁芯片 11 包括基体 111、 磁感应膜 112 和芯片焊盘 113， 基体。
20、 111 采用硅、 氧化镁等材料制作。磁感应膜 112 可以采用巨磁阻磁敏感 （GMR） 薄 膜、 各向异性磁阻磁敏感薄膜、 隧穿效应磁阻磁敏感薄膜、 巨磁阻抗效应磁阻磁敏感薄膜、 霍尔效应薄膜或巨霍尔效应薄膜。芯片焊盘 113 作为磁芯片 11 的输入、 输出端与对应的磁 感应膜 112 电连接。 0042 线路板 12 包括第一焊盘、 第二焊盘和布线， 第一焊盘与第二焊盘通过布线对应电 连接。芯片焊盘 113 通过导线 16 与对应的第一焊盘电连接。焊针 15 的一端与对应的第二 焊盘电连接， 也就是说， 芯片焊盘 113 与焊针 15 是通过第一焊盘、 第二焊盘和布线电连接。 焊针 15。
21、 的另一端自外壳 11 内伸出。 说 明 书 CN 104215920 A 6 4/5 页 7 0043 外壳 14 可以采用铁氧体、 坡莫合金等导磁材料制作， 也可以采用铜、 铝等金属材 料或其氧化物制作， 还可以采用塑料、 聚合物等非金属材料制作。在外壳 14 的表面还可以 采用电镀或真空镀等方式镀覆一层装饰层或耐磨层或屏蔽层， 以分别对应地提高外壳的美 观、 耐磨性和屏蔽性能。外壳 14 上还设有接地端 141， 用以消除静电。 0044 优选地， 盖板接触面(盖板与窗口17接触的)的外周缘尺寸部分或全部与窗口17 的内周缘尺寸匹配， 以使盖板 13 和窗口 17 紧密配合， 减小盖板 。
22、13 与窗口之间的空隙， 增加 装配精度， 进而提高芯片磁检测传感器的可靠性。 0045 图 4a 为本发明另一实施例的结构示意图。如图 4a 所示， 芯片磁检测传感器还包 括永磁体 21 和屏蔽罩 22， 永磁体 21 用于预磁化弱磁介质。永磁体 21 和磁芯片 11 分别置 于线路板 12 的两侧， 且磁芯片 11 位于芯片磁检测传感器的检测面一侧。屏蔽罩 22 套设于 永磁体 21 的外侧， 且屏蔽罩 22 的开口朝向磁芯片 11， 即除靠近磁芯片 11 一侧外， 永磁体 21的其它侧被屏蔽罩22包覆。 屏蔽罩22采用诸如铁氧体、 硅钢片、 坡莫合金等导磁材料制 作， 屏蔽罩 22 可以。
23、优化永磁体 21 的磁场分布， 不仅可以抑制永磁体 13 的磁场向外扩散， 降 低永磁体 21 上方区域磁场的水平分量， 从而减少永磁体 13 对磁芯片 11 的影响， 而且， 屏蔽 罩可保证永磁体 21 产生的磁场只沿垂直方向即开口方向发出， 从而达到预磁化弱磁介质 的目的， 进而提高芯片磁检测传感器的检测弱磁标识的能力， 增强其检测灵敏度。 0046 此外， 为了提高盖板 13 的装配效率， 以及使盖板 13 的顶面与外壳 11 的上表面平 行。优选将窗口 17 设计为这样的形状， 即， 在外壳 11 的壁厚方向， 窗口 17 的尺寸呈内大外 小结构。如图 4b 所示， 窗口接触面 ( 与。
24、盖板 13 接触的面 ) 设置一肩部 （台阶） 171， 即窗口 接触面呈台阶状， 肩部 171 可以是一个， 也可以是多个。对应地， 与窗口 17 接触的盖板接触 面的形状与窗口接触面的形状一致， 利用该肩部 171 可以将盖板 13 精确定位， 不仅能保证 盖板 13 的顶面与外壳 11 的上表面平行， 而且可以提高芯片磁检测传感器的装配效率。再 如图 4c 所示， 在外壳 11 的壁厚方向， 窗口 17 的尺寸由内向外逐渐缩小， 如窗口 17 呈锥形， 不仅可以提高芯片磁检测传感器的装配效率， 而且可以进一步减小盖板 13 与窗口 17 之间 的缝隙。窗口 17 的形状还可以呈喇叭口形状。
25、。 0047 本实施例芯片磁检测传感器的其它结构可以参照前述实施例， 在此不再赘述。需 说明的是， 图 4a 和图 4b 所示窗口 17 和盖板 13 的形状同样适用于前述所述实施例以及下 述实施例， 而且能够获得同样的技术效果。 0048 如图 5a 和图 5b 所示芯片磁检测传感器还包括导磁体 31， 导磁体设于永磁体 21 与磁芯片 11 之间， 即永磁体 21 叠置于导磁体 31 的下方， 屏蔽罩 22 套设于永磁体 21 的外 侧， 且屏蔽罩 22 的开口设于靠近导磁体 31 一侧。在导磁体 31 的两相对侧各设有一导磁臂 311， 以优化永磁体 21 的磁场的分布， 即导磁臂 31。
26、1 可以减小、 甚至消除导磁臂 311 之间磁 场的水平分量， 将磁芯片11置于导磁臂311之间可以减小、 甚至消除永磁体21对磁芯片11 的影响， 从而提高芯片磁检测传感器的灵敏度。此外， 导磁臂 311 还可以屏蔽外界磁场对磁 芯片 11 的影响， 从而提高芯片磁检测传感器的抗干扰能力。 0049 如图5b所示， 在线路板12上设有与导磁臂311匹配的通孔121， 磁芯片11设于通 孔 121 之间， 导磁臂 311 自线路板 12 的下方穿过通孔 121 伸出线路板 12 的上表面， 即可将 磁芯片 11 置于导磁臂 311 之间， 盖板 13 覆盖磁芯片 11 和导磁体 31 的顶端。。
27、磁芯片 11 的 感应面可以高于、 平齐或低于导磁体31的顶面， 当磁芯片11的感应面高于或平齐导磁体31 说 明 书 CN 104215920 A 7 5/5 页 8 的顶面时， 磁芯片 11 容易受永磁体 21 的影响， 而且噪声较大。因此， 优选地， 磁芯片 11 的 感应面低于导磁体 31 的顶面， 只要使磁芯片 11 的感应面低于导磁体 31 的顶面平行即可。 但磁芯片 11 的感应面不宜太低于导磁体 31 的顶面， 以影响芯片磁检测传感器的灵敏度。 0050 本实施例中， 导磁体 31 可以为一体结构。导磁体 31 也可以采用分体结构， 即由多 个导磁单体 31叠置形成， 如图 5。
28、b 所示。由多个导磁单体 31获得的导磁体 31 的磁场强 度的分布更均匀， 可以提高芯片磁检测传感器的一致性。 0051 在本实施例中， 导磁体 31 上设有两个导磁臂 311， 然而本发明导磁体 31 上也可以 设置更多个导磁臂 311。只要设置两个以上导磁臂 311， 在导磁臂 311 之间磁场的水平分量 就会减弱、 甚至消除， 将磁芯片 11 设于导磁臂 311 之间， 可以减小、 甚至消除永磁体 21 对磁 芯片 11 的影响。优选多个导磁臂 311 对称设置， 以使磁场强度均匀分布， 从而提高芯片磁 检测传感器的一致性。 0052 本实施例未详细描述的部分， 如磁芯片11、 线路板。
29、12、 盖板13、 焊针15等部件的结 构与前述实施例相同， 在此不再赘述。 0053 需要说明的是， 窗口17的形状可以根据具体情况改变， 如窗口17的形状可以长方 形， 如图 2a 所示 ； 或者正方形， 如图 5a 所示 ； 或者工字形， 如图 6a 所示 ； 或者十字形， 如图 6b 所示。与之对应， 盖板 13 的形状可以为长方形、 正方形、 工字形或十字形。 0054 前述实施例提供的芯片磁检测传感器可以作为验钞机的磁头， 用于辨别钞票的真 伪 ； 也可以作为其它防伪机的磁头， 用于辨别票据等的真伪。 0055 本实施例提供的芯片磁检测传感器， 在窗口设置盖板， 用盖板保护磁芯片的。
30、感应 面， 可以避免被测物体与磁芯片之间摩擦， 从而提高磁芯片的使用寿命， 进而提高芯片磁检 测传感器的寿命 ； 而且， 盖板有利于控制磁芯片的感应面与检测面之间的距离， 从而提高芯 片磁检测传感器的一致性。 0056 可以理解的是， 以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式， 然而本发明并不局限于此。 对于本领域内的普通技术人员而言， 在不脱离本发明的精 神和实质的情况下， 可以做出各种变型和改进， 这些变型和改进也视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 104215920 A 8 1/4 页 9 图 1 图 2a 图 2b 说 明 书 附 图 CN 104215920 A 9 2/4 页 10 图 3 图 4a 说 明 书 附 图 CN 104215920 A 10 3/4 页 11 图 4b 图 4c 图 5a 说 明 书 附 图 CN 104215920 A 11 4/4 页 12 图 5b 图 6a 图 6b 说 明 书 附 图 CN 104215920 A 12 。