[实用新型]一种磁电阻惯性传感器芯片有效
| 申请号: | 201920437962.1 | 申请日: | 2019-04-02 |
| 公开(公告)号: | CN209605842U | 公开(公告)日: | 2019-11-08 |
| 发明(设计)人: | 祁彬;丰立贤;郭海平;沈卫锋;薛松生 | 申请(专利权)人: | 江苏多维科技有限公司 |
| 主分类号: | G01D5/16 | 分类号: | G01D5/16 |
| 代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 孟金喆 |
| 地址: | 215634 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 磁电阻 振动隔膜 基底 永磁薄膜 本实用新型 惯性传感器 接触电极 芯片 空腔 电信号变化 灵敏度方向 垂直投影 高灵敏度 高频振动 连接引线 频率响应 输出信号 高频响 刻蚀 磁场 输出 检测 覆盖 | ||
1.一种磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,包括基底、振动隔膜、感应磁电阻、至少一个永磁薄膜,其中:
所述振动隔膜覆盖在所述基底的一侧表面,所述感应磁电阻和所述永磁薄膜设置于所述振动隔膜远离所述基底的表面,在所述振动隔膜远离所述基底的表面还设置有接触电极,所述感应磁电阻通过连接引线与所述接触电极连接;
所述基底包括刻蚀形成的空腔,所述感应磁电阻与所述永磁薄膜之一或者全部设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域内,所述永磁薄膜产生的磁场在所述感应磁电阻的灵敏度方向分量产生变化,使所述感应磁电阻的阻值产生变化,从而造成输出电信号变化。
2.根据权利要求1所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述感应磁电阻设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域的以外区域,所述永磁薄膜设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域的中部位置,或
所述感应磁电阻设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域内的内边沿,所述永磁薄膜设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影有区域的中部位置,或
所述感应磁电阻设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域的中部位置,所述永磁薄膜设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域的以外区域。
3.根据权利要求1所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,还包括参考磁电阻,所述参考磁电阻位于所述振动隔膜远离所述基底的表面,并设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域的以外区域,所述参考磁电阻和所述感应磁电阻通过封装引线连接为全桥或半桥结构。
4.根据权利要求3所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述参考磁电阻远离所述振动隔膜的一侧设置有包含软磁材料的磁屏蔽层,所述磁屏蔽层覆盖所述参考磁电阻。
5.根据权利要求3或4所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述参考磁电阻和所述感应磁电阻为隧道结磁阻、巨磁阻或各向异性磁阻。
6.根据权利要求1所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,还包括封装结构,所述封装结构由封装基板和封装外壳构成,所述基底位于由所述封装基板和所述封装外壳构成的腔体内,并固定在所述封装基板上。
7.根据权利要求6所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述封装外壳包括一层或多层由软磁材料构成的磁场屏蔽壳体,或者一层或多层由金属箔构成的电场屏蔽壳体或者由所述磁场屏蔽壳体和所述电场屏蔽壳体堆叠构成的壳体。
8.根据权利要求6中所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述封装基板或所述封装外壳设置有至少一个开孔。
9.根据权利要求1中所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述振动隔膜的厚度为0.001μm~1000μm,所述空腔与所述振动隔膜的接触面边沿为圆形、椭圆形、矩形或者平行四边形,所述空腔与所述振动隔膜的接触面的外切矩形长宽比的范围为20:1~1:1,其中所述接触面的外切矩形宽的范围为0.1μm~2000μm。
10.根据权利要求1或9中所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述振动隔膜包括多个刻蚀形成的通孔。
11.根据权利要求1或2中所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述永磁薄膜为一层或多层硬磁材料,或由软磁材料和反铁磁材料组成复合单元构成软磁和反铁磁的n层交替层叠结构,或由软磁材料和硬磁磁材料组成复合单元构成软磁和硬磁的n层交替层叠结构,其中n为自然数,硬磁材料包括CoPt、CoCrPt、FePt中的至少一种,软磁材料包括FeCo、NiFe中的至少一种,反铁磁材料包括PtMn、IrMn中的至少一种。
12.根据权利要求1或2中所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述永磁薄膜充磁方向在永磁薄膜平面内或垂直于永磁薄膜平面,所述感应磁电阻灵敏度方向在永磁薄膜平面内或垂直于永磁薄膜平面。
13.根据权利要求1所述的磁电阻惯性传感器芯片,其特征在于,所述传感器芯片包含反馈线圈;
反馈线圈为平面刻蚀线圈,所述平面刻蚀线圈位于所述振动隔膜的远离所述基底一侧的表面,并设置于所述空腔在所述振动隔膜的垂直投影区域的以外区域,
或者所述反馈线圈为绕线线圈,所述绕线线圈位于所述永磁薄膜的正上方,或者位于所述永磁薄膜的正下方并设置在所述空腔的下方或者空腔内。
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