CN207410384U - 集成电路板和移动终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种集成电路板和移动终端,涉及移动电子设备技术领域。该集成电路板应用于移动终端,集成电路板包括比较器、信号处理器以及摆放方向相互垂直的第一磁阻和第二磁阻。比较器包括负检测端、正检测端和电压输出端,负检测端用于检测第一磁阻的两端电压,正检测端用于输入阈值参考电压,电压输出端用于输出霍尔电压。信号处理器包括第一检测端、第二检测端、使能端和信号输出端,第一检测端用于检测第一磁阻的两端电压,第二检测端用于检测第二磁阻的两端电压,使能端连接于电压输出端,信号输出端用于输出指南针信号。该集成电路板能够实现良好地指南针传感器和霍尔传感器的功能,而且结构简单、成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动电子设备技术领域,具体而言,涉及一种集成电路板和移动终端。
背景技术
智能移动终端已经并且正在改变人们的生活,随着人们要求的发展以及智能终端的进步,智能终端所具有的功能越来越多,与人类及外界环境的交互变的更为丰富。而智能终端与外界的交互离不开其自身大量的传感器的支持,在手机众多的传感器中,电子指南针和霍尔传感器都是磁传感器,其中,电子指南针是利用磁阻效应对地磁方向进行检测,而霍尔传感器是利用霍尔效应对磁场的强度的变化进行检测。
霍尔传感器是在用户使用手机皮套时,在手机皮套打开和关上的瞬间起作用。电子指南针是在用户开启屏幕的状态下,调用指南针相关软件应用时使用。磁阻效应比较明显的材料为金属磁阻材料,而霍尔效应比较明显的材料为半导体材料。因为以目前的工艺,这两种材料很难集成在一起作为单个器件使用,在目前的应用当中,至少存在以下缺陷:
1.智能终端中普遍存在的磁体(例如听筒和喇叭上的磁铁)以及较大电流的通路都会形成磁场,霍尔传感器和电子指南针对于这些磁场非常敏感,易受这些磁场的干扰,并且,PCB的表面还存在其它需焊接器件,导致霍尔传感器和电子指南针很难设置在理想的位置上,从而影响其性能。
2.霍尔传感器和电子指南针设置在PCB的表面,将占用较大的布局面积,使后续在PCB的表面设置器件带来很大困难,制造困难。
3.霍尔传感器和电子指南针将占用两个IIC地址,从而减少IIC总线上可挂载设备的数量。
4.设置霍尔传感器和电子指南针,成本较高。
因此,设计一种集成电路板在不设置现有的霍尔传感器和电子指南针的情况下,还集成有霍尔传感器和电子指南针的功能,这是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
鉴于上述问题,本实用新型提供一种集成电路板和移动终端,其旨在至少部分解决现有移动终端中,在PCB板设置霍尔传感器和电子指南针、存在性能差、制备困难以及成本高等上述问题。
为了实现上述目的,本实用新型实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本实用新型实施例中提供了一种集成电路板,应用于移动终端,集成电路板包括:
第一回路,第一回路包括第一磁阻;
第二回路,第二回路包括第二磁阻,第二磁阻的摆放方向与第一磁阻的摆放方向相互垂直;
比较器,比较器包括负检测端、正检测端和电压输出端,负检测端用于检测第一磁阻的两端电压,正检测端用于输入阈值参考电压,电压输出端用于输出霍尔电压;
信号处理器,信号处理器包括第一检测端、第二检测端、使能端和信号输出端,第一检测端用于检测第一磁阻的两端电压,第二检测端用于检测第二磁阻的两端电压,使能端连接于电压输出端,信号输出端用于输出指南针信号;
电路基板,第一回路、第二回路、比较器和信号处理器均集成在电路基板上。
集成电路板运用在手机中,能够实现指南针传感器和霍尔传感器的功能,而且结构简单、成本较低。
结合第一方面,本实用新型在第一方面的第一种实现方式中,第一回路还包括第一恒流源,第一磁阻的一端连接于第一恒流源,第一磁阻的另一端连接于地网络线路;第二回路还包括第二恒流源,第二磁阻的一端连接于第二恒流源,第二磁阻的另一端连接于地网络线路。
结合第一方面的第一种实现方式,本实用新型在第一方面的第二种实现方式中,负检测端连接在第一磁阻与第一恒流源之间,第一检测端连接在第一磁阻与第一恒流源之间,第二检测端连接在第二磁阻与第二恒流源之间。
结合第一方面的第二种实现方式,本实用新型在第一方面的第三种实现方式中,第一回路还包括第一导电线路,第一导电线路连接在第一磁阻与第一恒流源之间;第二回路还包括第二导电线路,第二导电线路连接在第二磁阻与第二恒流源之间。
结合第一方面的第三种实现方式,本实用新型在第一方面的第四种实现方式中,电路基板包括第一介质层和第二介质层;地网络线路、第一磁阻、第二磁阻、第一导电线路、第二导电线路位于第一介质层与第二介质层之间。
结合第一方面的第四种实现方式,本实用新型在第一方面的第五种实现方式中,地网络线路、第一导电线路、第二导电线路同层设置;第一磁阻和第二磁阻同层设置。
结合第一方面的第五种实现方式,本实用新型在第一方面的第六种实现方式中,第一回路还包括第一连接线,第一连接线连接在第一导电线路与第一恒流源之间;第二回路还包括第二连接线,第二连接线连接在第二导电线路与第二恒流源之间;第二介质层上开设有第一过孔和第二过孔,第一连接线设置在第一过孔内,第二连接线设置在第二过孔内。
结合第一方面的第六种实现方式,本实用新型在第一方面的第七种实现方式中,第一回路还包括第一焊盘,第二回路还包括第二焊盘;第一焊盘设置在第二介质层上远离第一介质层的表面、且位于第一过孔的开口处,第一恒流源通过第一焊盘与第一连接线连接;第二焊盘设置在第二介质层上远离第一介质层的表面、且位于第二过孔的开口处,第二恒流源通过第二焊盘与第二连接线连接。
结合第一方面至第一方面的第七种实现方式任一项,第一磁阻和第二磁阻均为铁镍合金材料。
第二方面,本实用新型实施例中提供了一种移动终端,移动终端包括第一方面提供的集成电路板。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本实用新型实施例提供的移动终端的结构框图。
图2是本实用新型实施例提供的集成电路板的工作原理图。
图3是本实用新型实施例提供的手机皮套打开的结构示意图。
图4是本实用新型实施例提供的手机皮套闭合的结构示意图。
图5是本实用新型实施例提供的集成电路板的结构示意图。
图6是本实用新型实施例提供的第一磁阻的结构示意图。
图7为在内层铜皮上电镀磁阻材料薄膜的结构示意图。
图8为形成第一磁阻和第二磁阻的结构示意图。
图9为形成第一介质层的结构示意图。
图10为形成地网络线路、第一导电线路和第二导电线路的结构示意图。
图标:10-移动终端;11-输入单元;111-触控面板;112-其他输入设备;12-显示屏;121-显示面板;13-存储器;14-处理器;16-RF电路;17-传感器;18-音频电路;19-WiFi模块;20-电源;21-扬声器;22-传声器;15-集成电路板;151-第一介质层;152-第二介质层;153-地网络线路;154-第一回路;1541-第一恒流源;1542-第一磁阻;1543-磁阻条;1544-连接部;1545-第一导电线路;1546-第一连接线;1547-第一焊盘;155-第二回路;1551-第二恒流源;1552-第二磁阻;156-比较器;1561-负检测端;1562-正检测端;1563-电压输出端;157-信号处理器;1571-第一检测端;1572-第二检测端;1573-使能端;1574-信号输出端;158-内层铜皮;159-第一感光胶;160-第二感光胶;161-磁阻材料薄膜;162-手机皮套;163-永磁铁;164-连接件;165-手机底壳。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了移动终端,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,具体技术细节未揭示的,请参照本实用新型实施例方法部分。该移动终端可以为手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、POS(Point ofSales,销售终端)、车载电脑等任意终端设备。
以移动终端为手机为例:如图1所示,移动终端10包括输入单元11、显示屏12、存储器13、处理器14、RF电路16、传感器17、音频电路18、WiFi模块19以及电源20等部件。本领域技术人员可以理解,图1中示出的手机结构并不构成对手机的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
下面结合图1对手机的各个构成部件进行具体的介绍:
RF电路16可用于收发信息或通话过程中,信号的接收和发送,特别地,将基站的下行信息接收后,给处理器14处理;另外,将设计上行的数据发送给基站。通常,RF电路16包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)、双工器等。此外,RF电路16还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议,包括但不限于全球移动通讯***(Global System ofMobile communication,GSM)、通用分组无线服务(General Packet Radio Service,GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access,WCDMA)、长期演进(Long Term Evolution,LTE)、电子邮件、短消息服务(Short Messaging Service,SMS)等。
存储器13可用于存储软件程序以及模块,处理器14通过运行存储在存储器13的软件程序以及模块,从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器13可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外,存储器13可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
输入单元11可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地,输入单元11可包括触控面板111以及其他输入设备112。触控面板111也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板111上或在触控面板111附近的操作),并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的,触控面板111可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。除了触控面板111,输入单元11还可以包括其他输入设备112。具体地,其他输入设备112可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示屏12可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单。显示屏12可包括显示面板121,可选的,可以采用液晶显示器(Liquid CrystalDisplay,LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板121。进一步的,触控面板111可覆盖显示面板121,当触控面板111检测到在其上或附近的触摸操作后,传送给处理器14以确定触摸事件的类型,随后处理器14根据触摸事件的类型做处理。虽然在图1中,触控面板111与显示面板121是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能,但是在某些实施例中,可以将触控面板111与显示面板121集成而实现手机的输入和输出功能。
手机还可包括至少一种传感器17,比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地,光传感器可包括环境光传感器及接近传感器,其中,环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板的亮度,接近传感器可在手机移动到耳边时,关闭显示面板和/或背光。作为运动传感器的一种,加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小,静止时可检测出重力的大小及方向,可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等;至于手机还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
音频电路18、扬声器21、传声器22可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路18可将接收到的音频数据转换后的电信号,传输到扬声器21,由扬声器21转换为声音信号输出;另一方面,传声器22将收集的声音信号转换为电信号,由音频电路18接收后转换为音频数据,再将音频数据输出处理器14处理后,经RF电路16以发送给比如另一手机,或者将音频数据输出至存储器以便进一步处理。
WiFi属于短距离无线传输技术,手机通过WiFi模块19可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块19,但是可以理解的是,其并不属于手机的必须构成,完全可以根据需要在不改变实用新型的本质的范围内而省略。
处理器14是手机的控制中心,利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分,通过运行或执行存储在存储器13内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器13内的数据,执行手机的各种功能和处理数据。可选的,处理器14可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器14可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器14中。
手机还包括给各个部件供电的电源20(比如电池),优选的,电源20可以通过电源20管理***与处理器14逻辑相连,从而通过电源20管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
尽管未示出,手机还可以包括摄像头、蓝牙模块等,在此不再赘述。
可以理解,图1所示的结构仅为示意,手机还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本实施例提供的移动终端10可以是手机、摄像机、MP3、MP4、PDA、平板电脑和仪表盘的任意一者,但并不限制于此。其中,仪表盘主要是指具有实体按键的手持式仪表盘,如手持式传感器、校验仪、数显表、生物特征识别仪、GPS设备等。本实施例的移动终端10优选为智能手机。
本实施例提供的移动终端10还包括集成电路板15。集成电路板15主要是指印刷电路板(PCB)或者MEMS集成电路。请参阅图2,集成电路板15包括电路基板以及集成在电路基板上的第一回路154、第二回路155、比较器156和信号处理器157。
第一回路154包括第一恒流源1541和第一磁阻1542。第一磁阻1542的一端连接于第一恒流源1541,第一磁阻1542的另一端连接于地网络线路153。
第二回路155包括第二恒流源1551和第二磁阻1552,第二磁阻1552的一端连接于第二恒流源1551,第二磁阻1552的另一端连接于地网络线路153。第二磁阻1552的摆放方向与第一磁阻1542的摆放方向相互垂直。优选的,第一磁阻1542和第二磁阻1552可以为铁镍合金材料。
在其他实施例中,第一回路154和第二回路155可以由其他设置形式,例如增设其他电器件,只要保证在没有磁场变化的影响下,第一磁阻1542和第二磁阻1552上流过的电流为恒定电流即可。
比较器156包括负检测端1561、正检测端1562和电压输出端1563,负检测端1561连接在第一磁阻1542的电流输入端,用于检测第一磁阻1542的两端电压Vsen1。正检测端1562用于输入阈值参考电压Vref,电压输出端1563用于输出霍尔电压Vhall。
信号处理器157包括第一检测端1571、第二检测端1572、使能端1573和信号输出端1574,第一检测端1571连接在第一磁阻1542的电流输入端,用于检测第一磁阻1542的两端电压Vsen1。第二检测端1572连接在第二磁阻1552的电流输入端,用于检测第二磁阻1552的两端电压Vsen2。使能端1573连接于电压输出端1563,信号输出端1574用于输出指南针信号Compass。
本实施例提供的集成电路板15的工作原理:
第一磁阻1542和第二磁阻1552均处于磁场B中,第一恒流源1541输出的电流流过第一磁阻1542,在第一磁阻1542的两端产生电压Vsen1,Vsen1通过第一检测端1571输入信号处理器157。第二恒流源1551输出的电流流过第二磁阻1552,在第二磁阻1552的两端产生电压Vsen2,Vsen2通过第二检测端1572输入信号处理器157。信号处理器157根据Vsen1和Vsen2输出指南针信号Compass给移动终端的相关处理电路(如处理器14)进行处理。
比较器156的负检测端1561采集第一磁阻1542的两端产生电压Vsen1,并将Vsen1与阈值参考电压Vref进行比较,并根据比较结果输出霍尔电压Vhall给相关处理电路,同时,霍尔电压Vhall也输入信号处理器157的使能端1573,作为信号处理器157的使能信号En。
磁阻的电阻率与磁阻中的电流方向与所处磁场方向的夹角、磁场的强度有关。具体来说,当磁场为强度固定的静磁场且磁阻中的电流与磁场方向垂直的瞬间,磁阻的电阻率变化最大;当磁阻中的电流方向与磁场方向平行的瞬间,磁阻的电阻率变化最小或无变化。地球磁场即为静磁场。
关于集成电路板15如何实现指南针传感器的功能。第一磁阻1542和第二磁阻1552中通过的电流大小和方向一定,第一磁阻1542和第二磁阻1552的电阻率变化主要与两个因素有关:地球磁场和手机皮套162(请参阅图3和图4)内的永磁铁163,具体分析如下:
1.地球磁场的影响。磁阻随手机的姿态的变化而变化的过程中,流过磁阻的电流方向与地球磁场方向的夹角发生变化,从而使得磁阻的电阻率发生变化,而当流过磁阻的电流方向与地球磁场方向垂直的瞬间,磁阻的电阻率变化最大,记为Δρ1,磁阻的电阻变化记为ΔR1。
2.手机皮套162内的永磁铁163的影响。手机皮套162围绕连接件164开关或闭合的过程中,手机皮套162上的永磁铁163与磁阻的相对位置发生变化,使得磁阻在永磁铁163产生的磁场中的相对位置发生变化,从而使通过磁阻的磁场强度发生变化,导致磁阻的电阻率发生变化;当手机皮套162关闭的瞬间,由永磁铁163引起的磁阻的电阻率变化记为Δρ2,磁阻的电阻变化记为ΔR。
若不考虑手机皮套162内的永磁铁163的影响,第一磁阻1542和第二磁阻1552则仅受地球磁场B的影响,设第一磁阻1542和第二磁阻1552未受地球磁场B影响时的电阻值为R0。当磁场方向与第一磁阻1542和第二磁阻1552中的电流方向的夹角变化时,第一磁阻1542和第二磁阻1552的电阻率发生变化,因为第一磁阻1542和第二磁阻1552的尺寸固定,第一恒流源1541和第二恒流源1551输出的电流相同为定值I,则第一磁阻1542两端的电压Vsen1和第二磁阻1552两端的电压Vsen2变化。相关处理电路根据Vsen1和Vsen2的现值,与其初始值V0=I*R0进行比对,则可得到第一磁阻1542、第二磁阻1552与地球磁场B之间的夹角关系,根据第一磁阻1542的摆放方向与第二磁阻1552的摆放方向相互垂直,即可唯一确定地球磁场B与第一磁阻1542和第二磁阻1552的夹角,并且,第一磁阻1542和第二磁阻1552安装在移动终端10上,进而可获得移动终端10的方向信息、并显示在移动终端10的显示屏12上,实现指南针传感器的功能。
关于集成电路板15如何实现霍尔传感器的功能。请参阅图3,手机皮套162内设置有永磁铁163,手机皮套162通过连接件164连接在手机底壳165上,显示屏设置在手机底壳165的上方,集成电路板15设置在显示屏与手机底壳165之间。
设第一磁阻1542未受磁场影响时,其电阻值为R0。如图3所示,当手机皮套162打开至手机底壳165一侧的瞬间,第一磁阻1542受手机皮套162内的永磁铁163的影响,第一磁阻1542的电阻值变化范围为(R0,R0+ΔR1+ΔR背),第一磁阻1542的电压变化范围为(I1*R0,I1*(R0+ΔR1+ΔR背)),其中,ΔR背是指手机皮套162打开至手机底壳165一侧的瞬间,永磁铁163对第一磁阻1542造成的电阻值变化量,I1为第一磁阻1542的电流值,其等于定值I。请参阅图4,手机皮套162闭合至显示屏12一侧的瞬间,永磁铁163对第一磁阻1542的影响最大,第一磁阻1542的电阻值变化范围为(R0,R0+ΔR1+ΔR正),第一磁阻1542的电压变化范围为(I1*R0,I1*(R0+ΔR1+ΔR正)),其中,ΔR正是指手机皮套162闭合至显示屏12一侧的瞬间,永磁铁163对第一磁阻1542造成的电阻值变化量。
阈值参考电压Vref取值介于(I1*(R0+ΔR1+ΔR背),I1*(R0+ΔR1+ΔR))之间,在手机皮套162从关闭到打开至相对第一磁阻1542成180°的过程中,手机皮套162上的永磁铁163对第一磁阻1542的影响逐渐减小;在手机皮套162从相对第一磁阻1542成180°到打开至手机底壳165,的过程中,手机皮套162上的永磁铁163对第一磁阻1542的影响逐渐增大。当Vsen1的电压值小于Vref时,比较器156的电压输出端1563输出高电平,不向相关处理电路发送霍尔中断请求,不向相关处理电路发送霍尔中断请求,同时高电平使信号处理电路工作,进入指南针传感器的工作模式,信号处理电路根据Vsen1和Vsen2的电压值,参考上述分析,得出手机与地球磁场的夹角关系,输出指南针信号compass。
手机皮套162闭合的过程中,永磁铁163对第一磁阻1542的影响逐渐增大,当Vsen1的电压值大于Vref时,比较器156的电压输出端1563输出低电平,低电平使信号处理电路无效,相关处理电路进入霍尔传感器工作模式,向手机相关处理电路发送低电平霍尔中断请求,手机相关处理电路响应中断请求,熄灭并锁定显示屏,实现霍尔传感器的功能,即完成对手机皮套162开关状态的监测。
本实施例提供的集成电路板15运用在手机中,能够实现指南针传感器和霍尔传感器的功能,而且结构简单、成本较低。
集成电路板15的结构,请参阅图5,第一回路154还包括第一导电线路1545、第一连接线1546和第一焊盘1547。地网络线路153、第一磁阻1542、第一导电线路1545、第一连接线1546、第一焊盘1547和第一恒流源1541依次连接,构成第一回路154。
由于第一回路154和第二回路155的结构相同,区别在于第一磁阻1542和第二磁阻1552摆放的方向不相同,在此,仅以第一回路154作为图示说明。第二回路155还包括第二导电线路(图中未示出)、第二连接线(图中未示出)和第二焊盘(图中未示出)。地网络线路153、第二磁阻1552、第二导电线路、第二连接线、第二焊盘和第二恒流源1551依次连接,构成第二回路155。
电路基板包括第一介质层151和第二介质层152。第二介质层152上开设有第一过孔和第二过孔,第一连接线1546设置在第一过孔内,第二连接线设置在第二过孔内。第一焊盘1547设置在第二介质层152上远离第一介质层151的表面、且位于第一过孔的开口处,第二焊盘设置在第二介质层152上远离第一介质层151的表面、且位于第二过孔的开口处。
地网络线路153、第一磁阻1542、第二磁阻1552、第一导电线路1545、第二导电线路位于第一介质层151与第二介质层152之间。地网络线路153、第一导电线路1545、第二导电线路同层设置。第一磁阻1542和第二磁阻1552同层设置。地网络线路153、第一导电线路1545和第二导电线路三者的厚度相等,第一磁阻1542和第二磁阻1552二者的厚度相等。这样,地网络线路153、第一导电线路1545、第二导电线路可采用一次光刻工艺成型,第一磁阻1542和第二磁阻1552可采用一次光刻工艺成型,制备方便,降低了成本。
为了进一步的增加磁阻对于磁场的灵敏度,可将第一磁阻1542和第二磁阻1552均设计为如图6所示的结构,以第一磁阻1542为例,第一磁阻1542包括多个平行间隔设置的磁阻条1543以及连接在相邻两个磁阻条1543之间的连接部1544。第一磁阻1542的摆放方向是指连接部1544的延伸方向,图6中的第一磁阻1542则为竖直摆放。第一磁阻1542的这种结构形式能够加强载流子向磁场产生的洛伦兹力方向的偏转,使载流子的漂移路径增加,从而使得磁阻整体的电阻率变化更加明显,增强磁阻对于磁场变化的灵敏度。
第一导电线路1545、第二导电线路、第一连接线1546和第二连接线均采用铜制成。第一磁阻1542和第二磁阻1552均采用铁镍合金材料制成。铁镍合金材料含镍量在35%-90%之间。铁镍合金材料具有很高的弱磁场导磁率,具有很强的磁阻效应。此外,为改善其磁阻性能,可在铁镍合金材料中加入Mo、Cr、Cu等元素,以进一步的提高电阻率和灵敏度。
结合上述分析和图5,恒流源(包括第一恒流源1541和第二恒流源1551)向磁阻(包括第一磁阻1542和第二磁阻1552)注入恒定电流,磁阻受到所在地球磁场的影响,电阻率发生变化,因为磁阻的尺寸固定,因而磁阻的阻值发生变化,因为流过磁阻的电流为恒定值,因此,磁阻两端的电压发生变化;又因为其他导线采用铜制造,铜基本上没有磁阻效应,其他导线的电压也不变;进而恒流源的管脚的电压变化可以反应磁场对于磁阻的作用,所以,恒流源的管脚电压即为图2所示的电压Vsen(包括Vsen1和Vsen2)。
本实施例还提供上述集成电路板15的制备方法,该制备方法利用PCB埋阻工艺,在PCB中埋入磁阻材料,具体包括以下步骤:
步骤1:请参阅图7,在内层铜皮158上电镀磁阻材料薄膜161。
步骤2:对磁阻材料薄膜161进行光刻处理,形成第一磁阻1542和第二磁阻1552,第一磁阻1542的摆放方向与第二磁阻1552的摆放方向相互垂直。具体的,请参阅图8,在磁阻材料薄膜161上涂覆第一感光胶159,再经过曝光、显影、去胶和蚀刻,形成第一磁阻1542和第二磁阻1552。
步骤3:在第一磁阻1542、第二磁阻1552和内层铜皮158上形成第一介质层151。具体的,请参阅图9,剥除第一磁阻1542和第二磁阻1552上的第一感光胶159,在第一磁阻1542和第二磁阻1552上压合半固化的第一介质层151。
步骤4:对内层铜皮158进行光刻处理,形成地网络线路153、第一导电线路1545和第二导电线路。具体的,请参阅图10,在内层铜皮158上涂覆第二感光胶160,再经过曝光、显影、去胶和蚀刻,形成地网络线路153、第一导电线路1545和第二导电线路。地网络线路153、第一磁阻1542和第一导电线路1545依次电连接,地网络线路153、第二磁阻1552和第二导电线路依次电连接。
步骤5:请参阅图5,首先,在第一介质层151的上表面形成第二介质层152,第二介质层152覆盖地网络线路153、第一磁阻1542、第二磁阻1552、第一导电线路1545和第二导电线路。然后,在第二介质层152上形成第一过孔和第二过孔,在第一过孔内形成第一连接线1546,在第二过孔内形成第二连接线。第一连接线1546与第一导电线路1545电连接,第二连接线与第二导电线路电连接。接着,在第一连接线1546上形成第一焊盘1547,在第二连接线上形成第二焊盘,将第一恒流源1541的管脚焊接在第一焊盘1547上,将第二恒流源1551的管脚焊接在第二焊盘上。最后,在第二介质层152的表面进行贴片工艺贴装其信号处理器157和比较器156等元器件。
该制备方法的核心是在电路基板的内部,通过埋阻埋容工艺埋入磁阻材料,构成两个相互垂直的磁阻,这两个磁阻与电路基板上的其它电路配合,构成如图2所示的电路,以实现指南针传感器和霍尔传感器的功能。
本实施例提供的集成电路板15和移动终端的有益效果:
1.移动终端采用了集成电路板15即可实现指南针传感器和霍尔传感器的功能,减少了成本。
2.第一磁阻1542、第二磁阻1552及其相关部件设置在电路基板的内部,节约了电路基板上的布局面积,也不易受到其他元器件的磁性干扰,也有利于其他器件在电路基板上的设置,降低了制备难度。
3.减少IIC总线的地址占用,可以使得IIC总线上挂载更多的设备,为增加功能器件创造了条件。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的框图显示了根据本实用新型的实施例的装置、方法可能实现的体系架构、功能和操作。
另外,在本实用新型各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种集成电路板(15),应用于移动终端(10),其特征在于,所述集成电路板(15)包括:
第一回路(154),所述第一回路(154)包括第一磁阻(1542);
第二回路(155),所述第二回路(155)包括第二磁阻(1552),所述第二磁阻(1552)的摆放方向与所述第一磁阻(1542)的摆放方向相互垂直;
比较器(156),所述比较器(156)包括负检测端(1561)、正检测端(1562)和电压输出端(1563),所述负检测端(1561)用于检测所述第一磁阻(1542)的两端电压,所述正检测端(1562)用于输入阈值参考电压,所述电压输出端(1563)用于输出霍尔电压;
信号处理器(157),所述信号处理器(157)包括第一检测端(1571)、第二检测端(1572)、使能端(1573)和信号输出端(1574),所述第一检测端(1571)用于检测所述第一磁阻(1542)的两端电压,所述第二检测端(1572)用于检测所述第二磁阻(1552)的两端电压,所述使能端(1573)连接于所述电压输出端(1563),所述信号输出端(1574)用于输出指南针信号;
电路基板,所述第一回路(154)、所述第二回路(155)、所述比较器(156)和所述信号处理器(157)均集成在所述电路基板上。
2.根据权利要求1所述的集成电路板(15),其特征在于,所述第一回路(154)还包括第一恒流源(1541),所述第一磁阻(1542)的一端连接于所述第一恒流源(1541),所述第一磁阻(1542)的另一端连接于地网络线路(153);
所述第二回路(155)还包括第二恒流源(1551),所述第二磁阻(1552)的一端连接于所述第二恒流源(1551),所述第二磁阻(1552)的另一端连接于地网络线路(153)。
3.根据权利要求2所述的集成电路板(15),其特征在于,所述负检测端(1561)连接在所述第一磁阻(1542)与所述第一恒流源(1541)之间,所述第一检测端(1571)连接在所述第一磁阻(1542)与所述第一恒流源(1541)之间,所述第二检测端(1572)连接在所述第二磁阻(1552)与所述第二恒流源(1551)之间。
4.根据权利要求3所述的集成电路板(15),其特征在于,所述第一回路(154)还包括第一导电线路(1545),所述第一导电线路(1545)连接在所述第一磁阻(1542)与所述第一恒流源(1541)之间;
所述第二回路(155)还包括第二导电线路,所述第二导电线路连接在所述第二磁阻(1552)与所述第二恒流源(1551)之间。
5.根据权利要求4所述的集成电路板(15),其特征在于,所述电路基板包括第一介质层(151)和第二介质层(152);
所述地网络线路(153)、所述第一磁阻(1542)、所述第二磁阻(1552)、所述第一导电线路(1545)、所述第二导电线路位于所述第一介质层(151)与所述第二介质层(152)之间。
6.根据权利要求5所述的集成电路板(15),其特征在于,所述地网络线路(153)、所述第一导电线路(1545)、所述第二导电线路同层设置;所述第一磁阻(1542)和所述第二磁阻(1552)同层设置。
7.根据权利要求6所述的集成电路板(15),其特征在于,所述第一回路(154)还包括第一连接线(1546),所述第一连接线(1546)连接在所述第一导电线路(1545)与所述第一恒流源(1541)之间;
所述第二回路(155)还包括第二连接线,所述第二连接线连接在所述第二导电线路与所述第二恒流源(1551)之间;
所述第二介质层(152)上开设有第一过孔和第二过孔,所述第一连接线(1546)设置在所述第一过孔内,所述第二连接线设置在所述第二过孔内。
8.根据权利要求7所述的集成电路板(15),其特征在于,所述第一回路(154)还包括第一焊盘(1547),所述第二回路(155)还包括第二焊盘;
所述第一焊盘(1547)设置在所述第二介质层(152)上远离所述第一介质层(151)的表面、且位于所述第一过孔的开口处,所述第一恒流源(1541)通过所述第一焊盘(1547)与所述第一连接线(1546)连接;
所述第二焊盘设置在所述第二介质层(152)上远离所述第一介质层(151)的表面、且位于所述第二过孔的开口处,所述第二恒流源(1551)通过所述第二焊盘与所述第二连接线连接。
9.根据权利要求1至8任一项所述的集成电路板(15),其特征在于,所述第一磁阻(1542)和所述第二磁阻(1552)均为铁镍合金材料。
10.一种移动终端(10),其特征在于,所述移动终端(10)包括权利要求1至9任一项所述的集成电路板(15)。
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