[發明專利]邊界波諧振式磁傳感器

有效

• 申請號: 201410467102.4
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104215917B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 周卓帆
• 申請（專利權）人: 瑞聲光電科技(常州)有限公司
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及基于邊界波的磁傳感器領域，尤其涉及一種邊界波諧振式磁傳感器。

【背景技術】

近年來，利用聲表面波的聲表面波諧振子、聲表面波過濾器等聲表面波裝置被廣泛地應用。

聲表面波裝置具有壓電基板和在壓電基板上形成的叉指電極，在聲表面波裝置中將叉指電極激發的彈性波作為聲表面波在壓電基板表面上傳播。

聲表面波裝置采用聲表面波的振動模式，其諧振頻率取決于壓電基底與電介質層的楊氏模量和材料密度，因此可以通過改變壓電基底或電介質層的楊氏模量或材料密度來改變該諧振頻率。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種靈敏度高、體積小、方便封裝、以及制作簡單的邊界波諧振式磁傳感器。

為了達到上述發明目的，本發明提供了一種邊界波諧振式磁傳感器，其包括：一壓電基底；一電介質層，形成在該壓電基底的一個表面上，其包括與該壓電基底相結合的下表面和與該下表面相對設置的上表面；一叉指電極，設置于壓電基底和電介質層之間并被該電介質層覆蓋，其用于產生邊界波；一磁致伸縮薄膜，形成于該電介質層的上表面，其用于感應外界磁場并基于該外界磁場而改變自身楊氏模量；其中，所述磁致伸縮薄膜自身楊氏模量的變化引起上述邊界波的諧振頻率變化，所述邊界波諧振式磁傳感器通過檢測該邊界波的諧振頻率變化來檢測外界磁場的變化。

優選的，所述壓電基底為單晶壓電基底或壓電薄膜。

優選的，所述叉指電極包括叉指換能器和位于叉指換能器兩端的反射器。

優選的，所述電介質層的聲速小于壓電基底的聲速。

優選的，所述電介質層由二氧化硅制成。

優選的，所述磁致伸縮薄膜為具有單軸各向異性和巨楊氏模量效應的FeSiB、FeSiBC或FeCoSiB磁致伸縮薄膜。

優選的，所述邊界波諧振式磁傳感器還包括在磁致伸縮薄膜遠離所述電介質層的表面上形成的保護層。

優選的，所述保護層由樹脂材料制成，其用于吸收雜波和保護所述磁致伸縮薄膜。

優選的，所述保護層由高聲速材料制成，其用于隔離磁致伸縮薄膜表面免受環境因素的影響。

優選的，所述保護層由二氧化硅制成，其用于改善該邊界波諧振式磁傳感器的頻率溫度特性。

本發明提供的邊界波諧振式磁傳感器，其不但靈敏度高、體積小、方便封裝、制作簡單，而且由于該磁致伸縮薄膜位于電介質層的上表面，因此形成的磁致伸縮薄膜殘余應力小，利于形成高質量的磁致伸縮薄膜。

【附圖說明】

圖1為本發明邊界波諧振式磁傳感器的正剖視示意圖。

【具體實施方式】

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，本發明提供了一種邊界波諧振式磁傳感器1，其包括一壓電基底10、形成在該壓電基底10的一個表面上的電介質層11、置于壓電基底10和電介質層11之間并被該電介質層11覆蓋的叉指電極12、形成于該電介質層11上的磁致伸縮薄膜13、以及在磁致伸縮薄膜11遠離所述電介質層11的表面上形成的保護層14。

所述壓電基底10可以是單晶壓電基底，例如石英、LiNbO3或LiTaO3等制成，也可以是壓電薄膜，例如AIN，ZnO等壓電薄膜。

所述叉指電極12由壓電材料制成，其為傳統的單端或雙端叉指電極結構，用于產生邊界波，該邊界波為SH剪切波，其包括叉指換能器和位于叉指換能器兩端的反射器。該叉指電極12根據壓電基底10的不同，其電極材料可以采用AI、Cu、Ag、Au等密度大聲速低的材料。由于叉指電極12的電極厚度對邊界波的速度具有調節作用，因此可以設置為梯形或矩形電極，具體厚度和形成可以根據實際需要去進行調節，在本發明中，該叉指電極12優選的采用矩形電極。