[發明專利]定子封裝件，轉子封裝件和感應式角度傳感器

在審

• 申請號: 202011508498.4
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN113013111A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: U·奧塞勒克納
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/58;H01L23/64;H01L25/16;H01L25/18;G01B7/30;G01D5/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 閆昊

在此公開了定子封裝件，轉子封裝件和感應式角度傳感器。本公開尤其涉及一種用于應用在感應式角度傳感器(1000)中的定子封裝件(10)，其中該定子封裝件(10)具有基板(20)，在該基板上布置有至少兩個布置在不同平面中的金屬化層(11、12)。定子封裝件(10)還具有帶有集成電路的半導體芯片(21)，其中電絕緣灌注料(23)包圍包括半導體芯片(21)和接收線圈裝置(30)的基板(20)。接收線圈裝置(30)具有以薄膜技術在兩個金屬化層(11、12)中實現的至少兩個導電的接收線圈(31、32)。

技術領域

本發明涉及以一種用于感應式角度傳感器的定子封裝件和所屬的用于感應式角度傳感器的轉子封裝件。本發明還涉及一種具有這種轉子封裝件和這種定子封裝件的感應式角度傳感器，以及用于制造該封裝件和感應式角度傳感器的相應方法。

背景技術

位置傳感器用于確定兩個彼此相對旋轉的部件(例如轉子和定子)之間的位置。這樣的角度傳感器例如用于確定轉向角或用于確定馬達軸等的位置。

對于確定兩個部件之間的角度，存在不同的方法和裝置。本文描述的概念涉及感應示角度測量技術領域中的傳感器。

在使用感應式測量原理的傳感器中，勵磁線圈布置在第一傳感器部件上，例如在定子上。勵磁線圈利用交流電流被激勵，并且然后產生相應的感應場或磁場。第二傳感器部件(例如轉子)可相對于第一傳感器部件旋轉。在第二傳感器部件上設置有所謂的感應靶標。該感應靶標接收由勵磁線圈產生的感應場或磁場。感應靶標是導電的，從而響應于接收到的感應場或磁場在感應靶標中形成感應電流。該感應的感應電流又在靶標中引起相應的感應場或磁場。第一傳感器部件(例如定子)具有接收線圈，該接收線圈接收由靶標產生的感應場或磁場，并且響應于此產生感應信號，例如相應的感應電流或感應電壓。該感應信號的信號強度主要取決于兩個傳感器部件相對于彼此的位置，并因此根據兩個傳感器部件之間相對于彼此的位置而變化。因此，基于對在接收線圈中感應的感應信號的信號強度的評估，可以確定兩個傳感器部件相對于彼此的位置。

因此，該感應式傳感器原理不同于傳統的磁場傳感器，后者測量磁場的、特別是永磁場的磁場強度。磁場強度根據兩個傳感器部件相對于彼此的位置而變化。另一個區別例如在于材料的選擇。對于磁場傳感器使用鐵磁材料，但是對于感應式傳感器也能使用具有導電性的非鐵磁材料(例如鋁)。

磁場傳感器的制造尺寸非常小。然而，磁場傳感器容易受到外部干擾的影響，外部干擾尤其可能由于鐵磁材料的存在而引起。因此，在具有許多磁性組件的環境中，磁場傳感器的可靠性可能會部分地發生很大變化。

相反，感應式角度和/或位置傳感器對鐵磁材料不敏感。與上述磁場傳感器的應用領域相比，感應式傳感器的應用領域因此得到了顯著擴展。另外，感應式傳感器基本上不受諸如灰塵、污垢或液體之類的外部影響。

取決于：感應式傳感器的靈敏度應如何、或感應式傳感器的期望測量距離有多大，在相應線圈中感應出部分高電流。為了確保感應式傳感器具有理想的高靈敏度，在此損耗和寄生電感應保持盡可能低。因此，應針對部分高電流來設計相應線圈的繞組尺寸。因此，線圈通常以結構化的印制導線的形式生成在印刷電路板上，即所謂的PCB(PCB：PrintedCircuit Board)上。在PCB上，與結構化的印制導線線圈橫向相鄰地附加布置有芯片封裝件，該芯片封裝件具有用于操作PCB上的感應式傳感器的相應電路。根據需要，感應式傳感器應盡可能小。但是，在PCB上結構化的印制導線線圈及與其相鄰定位的芯片殼體都需要一定的最小安裝面積。另外，在PCB上最小可實現的印制導線厚度也是傳感器小型化程度的一個附加限制因素。