[發(fā)明專(zhuān)利]一種巨磁阻抗效應(yīng)磁敏傳感器及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810581180.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108872889B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃東亞;楊俊;王躍平;白師豪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01R33/09
• 分類(lèi)號(hào): G01R33/09
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 魏新培

本發(fā)明一種巨磁阻抗效應(yīng)磁敏傳感器及制備方法，包括磁敏材料、三維微型感應(yīng)線(xiàn)圈和電路部分；采用玻璃包覆非晶絲作為磁敏材料，通過(guò)離子束濺射刻蝕技術(shù)在玻璃包覆非晶絲上直接制備三維微型感應(yīng)線(xiàn)圈，繞有三維微型感應(yīng)線(xiàn)圈的玻璃包覆非晶絲形成磁敏傳感單元，將若干個(gè)磁敏傳感單元組合并置于傳感器基體中，引出導(dǎo)線(xiàn)后一體化集成到電路部分，得到磁敏傳感器，通過(guò)信號(hào)采集處理電路實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)傳感器的信號(hào)激勵(lì)及磁場(chǎng)感應(yīng)信號(hào)的采集，來(lái)測(cè)量空間中的磁場(chǎng)變化。基于離子束濺射刻蝕技術(shù)制備出來(lái)的磁敏傳感器具有高靈敏度、體積小、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，解決了微型感應(yīng)線(xiàn)圈三維成形和精確組裝的難題，提高器件靈敏度，效率高，性能穩(wěn)定，良品率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種巨磁阻抗效應(yīng)磁敏傳感器及制備方法。

背景技術(shù)

眾所周知，巨磁阻抗（GMI）傳感器是一種新型的磁場(chǎng)傳感器，其原理是利用軟磁合金材料在很小磁場(chǎng)下展示巨磁阻抗效應(yīng)，即當(dāng)磁場(chǎng)有微小變化時(shí)，將會(huì)引起軟磁材料交流阻抗巨大變化。

巨磁阻抗傳感器一般由磁敏材料、感應(yīng)線(xiàn)圈和激勵(lì)電路系統(tǒng)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)為激勵(lì)電路和感應(yīng)線(xiàn)圈相連，磁敏材料放置在線(xiàn)圈之中來(lái)感應(yīng)磁場(chǎng)的存在。其中磁敏材料的選取以及傳感器的制造方法是區(qū)別不同類(lèi)型巨磁阻抗傳感器的關(guān)鍵特征。

專(zhuān)利“曲折多匝結(jié)構(gòu)巨磁阻抗效應(yīng)傳感器（CN101644748）”、“一種自偏巨磁阻抗傳感器探頭及其制備方法（CN102707247A）”等磁敏材料是薄膜，靈敏度相對(duì)非晶絲較低，而且薄膜制備容易不均勻，造成性能不穩(wěn)定。

專(zhuān)利“巨磁阻抗效應(yīng)二維傳感器（CN201020610144）”中磁敏材料為非晶薄帶，通過(guò)微機(jī)電工藝（MEMS工藝）將非晶薄帶和銅線(xiàn)圈等集成制備，確實(shí)將傳感器體積減小，靈敏度提高，但是在MEMS工藝制備過(guò)程中，要對(duì)薄膜進(jìn)行絕緣處理，而對(duì)非晶薄帶的絕緣工藝會(huì)增加成本，容易影響器件質(zhì)量，批產(chǎn)良率較低。

專(zhuān)利“空間三軸磁傳感器（CN102129052A）”中，用漆包線(xiàn)纏繞成感應(yīng)線(xiàn)圈置于非晶絲上來(lái)制備磁敏傳感器，此種方法制備的產(chǎn)品體積較大，影響傳感器靈敏度，工藝上也不宜批量生產(chǎn)。

現(xiàn)有的采用集成電路制造工藝（IC工藝）生產(chǎn)雙軸磁場(chǎng)傳感器的技術(shù)，如專(zhuān)利“用于雙軸磁性傳感器的單個(gè)封裝設(shè)計(jì)（CN101120263）”、專(zhuān)利“Three-dimensional magneticdirection sensor, and magneto-impedance sensor element（US 7298140）”和文獻(xiàn)“Anenhanced electronic topology aimed at improving the phase sensitivity of GMIsensors.（Measurement Science and Technology 2014）”，IC工藝的制造方式有污染，效率低，良率不高。

專(zhuān)利“磁阻抗傳感器元件以及其制造方法（CN102334040A）”公布了采用鋪設(shè)光刻膠、曝光、顯影、刻蝕等工序制備傳感器的方法，該方法確實(shí)能達(dá)到器件小型化的需求，但工藝過(guò)于繁瑣，效率低，產(chǎn)品穩(wěn)定性很難保證。

與傳統(tǒng)的漆包線(xiàn)纏繞、薄膜光刻等制造工藝相比，本發(fā)明采用用玻璃包裹非晶絲作為磁敏材料，結(jié)合離子束濺射刻蝕技術(shù)制造巨磁阻抗效應(yīng)磁敏傳感器，產(chǎn)品體積小、靈敏度高，同時(shí)工藝簡(jiǎn)潔、良品率高，可穩(wěn)定批量化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種巨磁阻抗效應(yīng)磁敏傳感器及制備方法，基于離子束濺射刻蝕技術(shù)制備出來(lái)的磁敏傳感器具有高靈敏度、體積小、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，解決了微型感應(yīng)線(xiàn)圈三維成形和精確組裝的難題，提高器件靈敏度，效率高，性能穩(wěn)定，良品率高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種巨磁阻抗效應(yīng)磁敏傳感器，包括磁敏材料、三維微型感應(yīng)線(xiàn)圈和電路部分，所述電路部分包括驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)采集處理電路；