[发明专利]一种低飞移高度面内磁性图像识别传感器芯片

说明书

技术领域

本发明涉及磁性传感器领域，特别涉及一种低飞移高度面内磁性图像识别传感器芯片。

背景技术

磁性图像识别传感器主要用于金融领域，如用于POS、ATM、验钞、清钞机等。由于信用卡的磁条为硬磁材料，可以直接对其磁场进行测量，而钞票表面图像为包含软磁磁性粒子的油墨印刷而成，在施加偏置磁场的条件下，使得磁性粒子磁化，从而可以被磁性图像识别传感器检测到，从而实现对信用卡信息或钞票图像的识别。磁性图像识别传感器一般采用音频磁头技术或磁阻磁头技术。音频磁头采用线圈缠绕带缝隙的环状结构，其利用电磁感应原理，根据缝隙快速通过磁性颗粒时所产生的磁通量的变化，从而在线圈内感应出感应电流，通过对感应电流的变化建立磁性图像分布信号，该技术存在的主要问题在于，1磁场灵敏度低，需要增加匝数的方法才能得到有效信号，2尺寸较大，尺寸分辨率较低，需要快速的移动，对于静止的磁场信号无反应，3功耗大。磁阻类磁头采用Hall、AMR、GMR或者Hall效应传感器芯片实现对于磁场的探测，但是由于这些芯片一般将磁传感器切片封装在聚合物材料中，而后再来探测磁性图像，此外，在设计时，磁传感器切片上的磁阻传感器的输入输出端口一般在正面，而后通过引线键合的形式连接，其主要存在的问题是，由于：1）由于引线键合的存在，2）封装材料的存在，使得磁传感器表面和磁性图像检测面之间存在引线的飞移高度或者是封装材料，这些增加了磁性图像和磁传感器之间的作用距离，因此使得传感器的输出信号降低，同时也要求永磁组合体提供更大的偏置磁场。

发明内容

针对以上磁阻传感器芯片存在的问题，本发明公开了一种低飞移高度面内磁性图像识别传感器芯片，用于检测磁性图像，包括：表面开有深坑的Si衬底、磁电阻传感器、绝缘层，所述磁电阻传感器位于所述Si衬底上深坑的底表面，所述绝缘层位于所述磁电阻传感器之上，所述的绝缘层上对应于所述的磁电阻传感器的输入输出端形成有窗口，所述磁电阻传感器的输入输出端在所述窗口处直接/通过焊盘/通过导电柱和焊盘与引线实现引线键合连接，所述导电柱连接所述磁电阻传感器的输入输出端和焊盘，所述焊盘位于所述磁电阻传感器的输入输出端或所述导电柱之上，所述磁性图像所在平面为磁性图像检测面，所述磁性图像在所述磁性图像检测面内的相对于所述磁电阻传感器工作时移动的方向为扫描方向，所述引线的飞移高度低于所述Si衬底表面的高度，且所述磁性图像检测面平行或共面于所述Si衬底的表面。

优选地，所述深坑的底部平面平行于所述Si衬底表面。

优选地，所述磁电阻传感器为Hall，AMR，GMR或TMR磁电阻传感器中的一种。

优选地，所述绝缘层为氧化铝、氮化硅、氧化硅或者光刻胶、聚酰亚胺、苯并环丁烯。

优选地，所述Si衬底表面高出所述磁电阻传感器的上表面1-10um。

优选地，所述磁性图像识别传感器芯片还包括PCB，所述磁电阻传感器的输入输出端或所述焊盘和所述PCB通过引线键合连接。

优选地，所述磁电阻传感器的磁场敏感方向为平行/垂直于所述磁性图像检测面，且在所述磁电阻传感器的磁场敏感方向平行于所述磁性图像检测面时，该磁场敏感方向平行/垂直于所述扫描方向。

优选地，所述磁性图像识别传感器芯片还包括永磁组合体，且所述磁电阻传感器的磁场敏感方向为平行于所述扫描方向。

优选地，所述永磁组合体为凹形永磁体，所述凹形永磁体的开有凹槽的面正对所述PCB的背面，开槽方向平行于所述磁性图像检测面，且垂直于磁场敏感方向，所述凹形永磁体的磁化方向为垂直于所述PCB方向。

优选地，所述永磁组合体包括两块磁化方向相同的永磁体，两块所述永磁体分别沿扫描方向对称地位于所述PCB两侧，其磁化方向垂直于所述PCB的正面。

优选地，所述永磁组合体包括一块位于所述PCB的背面的背面永磁体和两块沿扫描方向对称地放置于所述PCB两侧的侧面永磁体，所述背面永磁体和所述两块侧面永磁体的磁化方向均垂直于所述磁性图像检测面方向，且所述背面永磁体和所述两块侧面永磁体磁化方向相反。