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传感器知识

创意无极限,仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——磁传感器芯片、磁传感器及其制作方法。该专利由北京嘉岳同乐极电子有限公司申请,并于2017年2月22日获得授权公告。
内容说明
  本发明涉及一种磁传感器芯片、磁传感器及其制作方法。
发明背景
  磁传感器即是借助敏感单元对磁变化的敏感作用,将敏感单元的磁性能变化转换成电信号,再通过测量电信号获得对应地磁场、电流、应力应变、温度或光等物理量。
  随着技术的进步,具有低功耗、体积小、响应快、分辨率高、稳定性好、可靠性高等诸多优点的磁传感器芯片作为磁传感器的核心部件。而且,磁传感器芯片使得磁传感器在磁信息存储、自动化、物联网以及智能电网等领域展示了广阔的应用前景,表现出十分优异的性能。
  由于制作工艺的不均匀,磁敏感薄膜单元11a、11b的阻值不能完全对称,使得磁敏感薄膜单元11a、11b的磁性能存在差异,从而导致磁传感器的的磁滞现象严重,即磁滞较大且不同。
  另外,磁敏感薄膜单元11a、11b的电阻值会随环境的温度的变化而变化,而且变化量因制作工艺的不均匀性而不同,即磁敏感薄膜单元11a和磁敏感薄膜单元11b的温漂差异大,这对磁传感器的稳定性及温漂特性造成了巨大的影响,同时降低了磁传感器的灵敏度。
发明内容
  本发明要解决的技术问题就是针对磁传感器机中存在的上述缺陷,提供一种磁传感器芯片、磁传感器及其制作方法,其减小甚至消除了磁滞现象,而且提高了温漂特性和敏度。
  为解决现有技术中存在的上述缺陷,本发明提供一种磁传感器芯片,包括至少一对相互独立的磁敏感薄膜,在所述磁敏感薄膜的端部设有用于电连接所述磁敏感薄膜的第一电极,在每一对所述磁敏感薄膜中,至少一个所述磁敏感薄膜通过所在端的第一电极与一可调电阻电连接,所述磁敏感薄膜、所述第一电极和所述可调电阻电连接构成惠斯通电桥电路,所述可调电阻用于调节所述可调电阻所在惠斯通电桥电路的支路的总电阻,以使得惠斯通电桥电路中对臂电阻相互平衡。
    其中,包括一对所述磁敏感薄膜,该对所述磁敏感薄膜的钉扎方向相反,借助所述第一电极将所述磁敏感薄膜电连接成惠斯通半桥电路。
  还包括两对所述磁敏感薄膜,而且每对所述磁敏感薄膜的钉扎方向相反,借助所述第一电极将所述磁敏感薄膜电连接成惠斯通全桥电路。每对所述磁敏感薄膜的内侧和/或外侧均设有导线束,而且所述导线束与所述磁敏感薄膜相互绝缘,用于电连接所述导线束的n对第二电极设置在所述导线束的外侧,所述导线束至少有一端直接接地或间接接地,其中,n为≥2的整数。所述导线束为连续不间断的导线束。由间断地不连续导线束段构成,而且所述不连续导线束段通过
  所述第二电极依次电连接。所述可调电阻跨接在所述第一电极和第二电极之间。其中,借助第一电极、第二电极将至少一所述导线束串接在所述惠斯通电桥电路的支路中。
  所述导线束采用导电的金属材料和/或金属氧化物制作,所述第二电极采用导电的金属材料和/或金属氧化物制作。金属材料包括铜、金、银或铂金。在垂直于所述导线束所在平面的截面上,所述导线束的截面形状为方形、圆形、梯形或其组合的变截面。在每对所述磁敏感薄膜的侧面对称地设有多对第三电极,所述第三电极沿所述磁敏感薄膜的长度方向排列且位于该磁敏感薄膜所对应地所述第一电极之间,在每对所述第三电极中,每个所述第三电极分别与一所述磁敏感薄膜电连接。
  本发明还提供一种磁传感器,包括磁传感器芯片、线路板以及外壳,所述磁传感器芯片设置在所述线路板上,而且所述磁传感器芯片和所述线路板设置在所述外壳内,所述磁传感器芯片采用本发明提供的所述磁传感器芯片。
  本发明还提供一种磁传感器制作方法,包括以下步骤:将磁传感器芯片粘接在线路板上;借助第一电极和/或第三电极电连接所述磁敏感薄膜以形成惠斯通电桥电路;测量惠斯通电桥电路的对臂电阻,将所述可调电阻设置在电阻较小的臂上;调节所述可调电阻的阻值,使所述惠斯通电桥电路中的对臂电阻平衡;将第二电极接地;将磁传感器芯片和线路板装配在外壳内。
  本发明具有以下有益效果:本发明提供磁传感器芯片是将磁敏感薄膜、所述第一电极和所述可调电阻电连接构成惠斯通电桥电路,通过调节所述可调电阻所在惠斯通电桥电路的支路的总电阻,使得惠斯通电桥电路中对臂电阻相互平衡,从而减小甚至消除了磁滞现象,并提高了温漂特性和灵敏度。
  本发明提供的磁传感器,设置在其内的磁传感器芯片是利用磁敏感薄膜、所述第一电极和所述可调电阻电连接构成惠斯通电桥电路,并通过调节所述可调电阻所在惠斯通电桥电路的支路的总电阻,使得惠斯通电桥电路中对臂电阻相互平衡,从而减小甚至消除了磁滞现象,并提高了温漂特性和灵敏度。
  本发明提供的磁传感器制作方法,利用磁敏感薄膜、所述第一电极和所述可调电阻获得惠斯通电桥电路,并借助可调电阻使惠斯通电桥电路的对臂电阻平衡,这可以减小甚至消除磁滞现象,并提高温漂特性和灵敏度。

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