结构示意图。
[0023]图2为本发明的线圈结构示意图。
[0024]图3为本发明的正视图。
[0025]图4为沿图3所示A-A剖面图。
[0026]图5为沿图3所示B-B剖面图。
[0027]图中:1为衬底，2为激励线圈，3为感应线圈，4为磁芯，5为焊盘引脚，6为光刻胶保护膜，7为激励线圈的底层线圈，8为激励线圈的连接立柱，9为激励线圈的顶层线圈，10为感应线圈的底层线圈，11为感应线圈的连接立柱，12为感应线圈的顶层线圈。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]如图1-4所示，本实施例包括衬底1、激励线圈2、感应线圈3、磁芯4、焊盘引脚5、光刻胶保护膜6，闭合的环形磁芯4的三条边上分别绕制三组相独立的三维螺线管激励线圈2，在两个环形磁芯的相邻且平行的两条边上绕制一组三维螺线管感应线圈3 ;激励线圈2位于衬底I上，由底层线圈7、顶层线圈9通连接立柱8连接形成，激励线圈2的两端连接焊盘引脚5 ;感应线圈3位于衬底I上，由底层线圈10、顶层线圈12通过连接导体11连接形成，感应线圈3的两端焊盘引脚5，激励线圈2和感应线圈3均通过光刻胶保护膜6与磁芯4绝缘隔离。磁芯4位于底层线圈7、10和顶层线圈9、12之间的保护膜6上。磁芯4、激励线圈2和感应线圈3均由光刻胶保护膜绝缘、支撑并完全包覆固定为一个整体，与空气隔离，传感器表面仅露出焊盘引脚5。
[0030]工作时，在激励线圈2中通一交流电，励磁线圈中的周期性的交变电流和环境直流或准直流磁场的共同作用下，过饱和地对磁芯4进行磁调制，在包裹磁芯的感应线圈3中会产生周期性的感生电动势，这个感应电动势不仅含有和励磁电流同频率的基波分量，还含有高次谐波。其中，偶次谐波是和环境磁场存在某种确定的数量关系的。当没有环境磁场存在时，输出信号中没有偶次谐波分量；当存在环境磁场并且当环境磁场远小于磁芯的饱和磁化强度时，偶次谐波(特别是二次谐波)和环境磁场近似线性关系。当有外部磁场存在时，感应线圈3会有输出信号，信号为偶次谐波，经滤波后可得到二次谐波信号。二次谐波信号大小与外部磁场成正比，因此可测量外部磁场的大小和方向。
[0031]本实施例中，所述的激励线圈2和感应线圈3为螺线管线圈，每匝导体的线宽为40 μ m,厚度为15 μ m,各阻之间间隙为40 μ m。
[0032]本实施例中，所述的连接导体8和11的空间形状为四棱柱体，高度为15 μ m。
[0033]本实施例中，所述的磁芯材料为NiFe合金材料，厚度为5-15μπι。
[0034]本实施例采用MEMS工艺技术制备，采用光刻技术和微电镀技术制备激励线圈和感应线圈；在制作上下层线圈过程中运用了精密抛光工艺，有效解决了激励线圈和感应线圈上、下层线圈的互连问题；采用磁控溅射工艺和图形化湿法刻蚀方法制备软磁磁芯；采用经高温硬化后的光刻胶材料作为保护膜材料，不仅起到绝缘作用，还起到支撑、包裹作用米用。
【主权项】
1.一种微型化双环形磁通门传感器，包括:基底、感应线圈、激励线圈、软磁磁芯、焊盘引脚、硬化后的光刻胶保护膜，软磁磁芯的三条边上分别绕制一组三维螺线管激励线圈，在双环形磁芯的相邻且平行的两条边上绕制一组三维螺线管感应线圈，激励线圈和感应线圈均通过硬化后的光刻胶保护膜与磁芯绝缘隔离，激励线圈和感应线圈均位于衬底上，激励线圈和感应线圈两端都连接焊盘引脚。
2.根据权利要求1所述的微型化双环形磁通门传感器，其特征是:所述的激励线圈和感应线圈结构一致，其材料为铜，均由底层线圈、顶层线圈通过连接立柱连接形成。
3.根据权利要求1或者2所述的微型化双环形磁通门传感器，其特征是:所述的激励线圈，分三组绕制在环形磁芯的三条边上，每组线圈都独立引出焊盘引脚，两个环形磁芯上共计绕制六组激励线圈。
4.根据权利要求1或者2所述的微型化双环形磁通门传感器，所述的感应线圈，一组感应线圈在双环形磁芯的相邻且平行的两条边上绕制，由于感应线圈内包含环形磁芯的两条边，所以感应线圈的横截面积大于激励线圈的横截面积，并引出焊盘引脚。
5.根据权利要求1所述的微型化双环形磁通门传感器，其特征是:所述的焊盘引脚，焊盘截面为正方形，厚度与线圈厚度保持一致，焊盘引脚单独暴露以连接与激励线圈和感应线圈接口电路。
【专利摘要】一种微型化双环形磁通门传感器，包括：衬底、激励线圈、感应线圈、软磁磁芯、焊盘引脚、光刻胶保护膜，环形磁芯的三条边分别绕制三组相互独立的三维螺线管激励线圈，一共六组激励线圈，在两个环形磁芯相邻且平行的两条边上绕制一组三维螺线管感应线圈，激励线圈和感应线圈均通过光刻胶保护膜与磁芯绝缘隔离，激励线圈和感应线圈均位于衬底上，激励线圈和感应线圈两端都连接焊盘引脚。本实用新型解决了传统磁通门传感器制造稳定性低、重复性差的问题。同时，也解决了微型化磁通门传感器激励线圈匝数少的问题，在有限的范围内，增大了感应线圈的横截面积，提高了微型磁通门传感器性能，全尺寸小于7mm×7mm，制造工艺同时兼容大规模集成电路工艺，可以和接口电路集成制造，在许多新的领域具有广泛的应用前景。
【IPC分类】G01R33-04
【公开号】CN204359918
【申请号】CN201420799426
【发明人】王向鑫, 施云波, 赵文杰, 姜文娟, 于洋
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月18日