CN106206934A - 一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组及其封装方法 - Google Patents

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王忠杰
孟宪强
陆军升
于海洋
刘伯愚
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Abstract

本发明涉及一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组，属于磁感应探测技术领域。磁阻芯片放置在磁体的NS极连线方向上，磁阻芯片紧贴于N极表面，磁体与封装本体内部固定连接，磁阻芯片信号引出点与信号引出装置一端联接，该信号引出装置另一端与焊盘连接接，该焊盘与封装本体上下表面及一侧的边缘连接，每个焊盘中间有孔，覆盖片覆盖在封装本体上，密封材料填充封装本体和覆盖片形成的矩形外形的空隙内。优点是结构新颖，具有集成度高，体积小，安装方便，焊接方式灵活，抗污染能力强，信号输出稳定等优点。

Description

一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组及其封装方法
技术领域
本发明属于磁感应探测技术领域。
背景技术
磁感应探测主要利用磁阻效应原理，其定义为：物质在磁场中电阻率发生变化的现象叫做磁阻效应。由于磁阻效应只受外部磁场影响，磁阻变化导致输出电压发生变化，相较于压敏电阻等接触性测量元器件，磁敏感传感器无需接触就可对被测物检测。具有敏感度高、无损伤检测、对油污环境不敏感，应用这一技术所制造的产品广泛应用于工业生产中。尤其在现代汽车中，如速度检测，角度检测，位置检测，电流检测等
根据磁阻效应产生的原理不同，可分为各项异性磁阻效应（Anisotropic MagnetoResistance，AMR）、巨磁阻效应（Giant Magneto Resistance，GMR）、穿遂磁阻效应（TunnelMagneto Resistance，TMR）
AMR传感器芯片由磁性材料的各向异性磁电阻（AMR）制成，它的灵敏度高、功耗低、体积小、可靠性高、温度特性好、工作频率高、耐恶劣环境能力强，以及易与数字电路匹配的特性，使其广泛应用于现代工业中。
GMR 传感器和 AMR 传感器一样，他们都属于磁敏电阻传感器芯片，但其原理不同（磁敏电阻的变化方式）。与 AMR 相比，GMR 传感器芯片有较大的磁阻变化率，较高的灵敏度，较好的线性度等方面的优点。经过多年的发展，GMR 传感器芯片在其线性度方面，迟滞等方面的性能有了很大的提高。现在，已经生产出具有高灵敏度，线性度较好的磁场传感器芯片，可以较好的感应磁场的变化。
TMR（Tunnel MagnetoResistance）是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器芯片，其利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应，比之前所发现并实际应用的AMR芯片和GMR芯片具有更大的电阻变化率。相对于GMR芯片具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更宽的线性范围。
目前市场中的磁阻芯片通常采用在芯片背面放置磁体的方式布局（由于AMR的物理特性，其产品不适合背磁放置），信号引出点在芯片两侧。由于这种布局方式需要在芯片两侧连接焊盘，磁阻芯片只能摆放在磁体正中间，无法靠近磁体边缘放置，导致传感器只能正对齿轮摆放，传感器体积大，占用空间多，不利于后续产品开发。而且磁阻芯片与磁体中间需要线路板与外部设备传输信号，芯片接收到的磁场被弱化（磁场大小随距离增大呈幂指数减小），在应用中不适合应用于精密仪器设备。
发明内容
本发明提供一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组及其封装方法，以解决目前存在的传感器体积大，占用空间多，不利于后续产品开发的问题。
本发明采取的技术方案是：磁阻芯片放置在磁体的N、S极连线方向上，磁阻芯片紧贴于N极表面，磁体与封装本体内部固定连接，磁阻芯片信号引出点与信号引出装置一端联接，该信号引出装置另一端与焊盘连接接，该焊盘与封装本体上下表面及一侧的边缘连接，每个焊盘中间有孔，覆盖片覆盖在封装本体上，密封材料填充封装本体和覆盖片形成的矩形外形的空隙内。
本发明所述封装本体外部在焊盘一侧有倒角。
本发明所述磁体与封装本体的前端有间隙。
本发明所述磁阻芯片采取TMR磁阻芯片。
本发明封装方法，包括下列步骤：
先将磁阻芯片紧贴于磁体表面，再使用信号引出装置连接封装本体的焊盘与磁阻芯片的一侧，之后将覆盖片贴于信号引出装置上，最后使用密封材料填充封装本体和覆盖片形成的矩形外形的空隙内。
本发明的优点是结构新颖，在封装本体内部放置磁体，磁体表面贴有磁阻芯片，并保持芯片与封装本体的相对位置，焊盘在上下表面的同侧边缘并贯穿，方便封装的垂直或水平焊接，封装本体内部的空间用密封材料填充，具有集成度高，体积小，安装方便，焊接方式灵活，抗污染能力强，信号输出稳定等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明去掉密封材料的结构示意图；
图3是本发明封装背面的结构示意图
图4是本发明的结构剖视图；
图5是本发明封装本体3的结构剖视图。
具体实施方式
磁阻芯片1放置在磁体2的N、S极连线方向上，磁阻芯片1紧贴于N极表面，磁体2与封装本体3内部固定连接，磁阻芯片信号引出点与信号引出装置4一端联接，该信号引出装置4另一端与焊盘5连接接，该焊盘5与封装本体上下表面及一侧的边缘连接，每个焊盘中间有孔，覆盖片6覆盖在封装本体3上，密封材料7填充封装本体和覆盖片形成的矩形外形的空隙内。
本发明所述封装本体外部在焊盘一侧有倒角301。
本发明所述磁体与封装本体的前端有间隙，密封材料填充后用于保护磁体和磁阻芯片，不受外力破坏。
磁阻芯片1采取TMR磁阻芯片。
本发明封装方法，包括下列步骤：
先将磁阻芯片1紧贴于磁体2表面，再使用信号引出装置4连接封装本体的焊盘5与磁阻芯片的一侧，之后将覆盖片6贴于信号引出装置4上，最后使用密封材料7填充封装本体和覆盖片形成的矩形外形的空隙内。

Claims (5)

1.一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组，其特征在于：磁阻芯片放置在磁体的N、S极连线方向上，磁阻芯片紧贴于N极表面，磁体与封装本体内部固定连接，磁阻芯片信号引出点与信号引出装置一端联接，该信号引出装置另一端与焊盘连接接，该焊盘与封装本体上下表面及一侧的边缘连接，每个焊盘中间有孔，覆盖片覆盖在封装本体上，密封材料填充封装本体和覆盖片形成的矩形外形的空隙内。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组，其特征在于：所述封装本体外部在焊盘一侧有倒角。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组，其特征在于：所述磁体与封装本体的前端有间隙。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组，其特征在于：所述磁阻芯片采取TMR磁阻芯片。
5.如权利要求1所述的一种基于磁阻芯片的齿轮式传感器模组封装方法，其特征在于，包括下列步骤：
先将磁阻芯片紧贴于磁体表面，再使用信号引出装置连接封装本体的焊盘与磁阻芯片的一侧，之后将覆盖片贴于信号引出装置上，最后使用密封材料填充封装本体和覆盖片形成的矩形外形的空隙内。
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