專利名稱：磁致電阻傳感器的制作方法
^i致電阻傳感器對(duì)臨時(shí)專利申請(qǐng)的交叉引用本專利申請(qǐng)依據(jù)美國(guó)法典第35條§ 119 (e)要求享有2005年5 月 20日才是交的題為 "Magnetoresistive Sensor "的臨時(shí)專利申"i青 No.60/683628的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將其公開內(nèi)容并入。技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵤├偟厣婕?茲致電阻傳感器。實(shí)施例還涉及齒4侖齒、曲柄軸和 凸輪軸傳感器。實(shí)施例此外還涉及速度和傳動(dòng)傳感器。此外實(shí)施例還涉 及引線框架上芯片(Chip-on-Lead-Frame, COLF )構(gòu)建技術(shù)及其封裝組 件。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知有很多不同種類的傳感器。有些傳感器利用 永磁體來探測(cè)相對(duì)于傳感器在某預(yù)定探測(cè)區(qū)中的可磁滲透對(duì)象的存在 或不存在。與永磁體結(jié)合，這種傳感器中的一些使用了相對(duì)于永磁體即 其他元件位于特定位置的霍耳效應(yīng)元件。傳感器利用了相對(duì)于永磁體設(shè) 置在有利位置的磁致電阻元件。這種近程式傳感器，例如，無論它們使 用的是霍耳效應(yīng)元件或是磁致電阻元件，都可以將其配置成感測(cè)沿大致 垂直于永磁體中心軸的方向通過探測(cè)區(qū)的可磁滲透對(duì)象的存在或不存 在，或者，可以將其配置成與大致平行于磁體中心軸的路徑一起探測(cè)可 磁滲透對(duì)象沿朝向或離開永磁體磁極面的方向移動(dòng)的距離。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的磁傳感器的一個(gè)范例是熱穩(wěn)定近程式傳感器，其感測(cè)從 永磁體側(cè)表面散發(fā)的磁通量。在這種構(gòu)造中，含鐵對(duì)象傳感器探測(cè)存在 或不存在高磁導(dǎo)率對(duì)象，例如在速度為零且剛剛加電時(shí)，可旋轉(zhuǎn)固定的 含鐵輪上的齒或缺口。因此可以將這種裝置用作近程式傳感器，并可以用永》茲體和》茲通量 響應(yīng)傳感器來配置這種裝置，所述傳感器具有感測(cè)平面并產(chǎn)生根據(jù)磁通 密度變化而變化的輸出電信號(hào)。在這樣的配置中，鐵體傳感器組件不像 一些公知常規(guī)傳感器那樣依賴于磁極面的磁性，而是依賴于從相對(duì)磁極面之間的磁體外側(cè)面發(fā)散的磁通密度的徑向分量。由于含鐵對(duì)象傳感器 組件不依賴于磁極面的磁性，因此其輸出電信號(hào)在較寬溫度范圍上都是 相對(duì)穩(wěn)定的。在另 一種磁傳感器結(jié)構(gòu)中，可以利用四個(gè)連接成橋式電路結(jié)構(gòu)的》茲 致電阻跡線構(gòu)造齒輪齒位置和速度傳感器。為了簡(jiǎn)化場(chǎng)電極效應(yīng)速度和 位置傳感器，可以在襯底上在矩形角部處放置四個(gè)彎曲設(shè)置的坡莫合金 電阻跡線?？梢匝貓A周方向?qū)⑦@種組件隔開大約齒輪齒間距一半的距 離。電阻可以連接成由恒流源供電的分壓器結(jié)構(gòu)或橋式電路的形式，以 消除溫度變化效應(yīng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，電阻一皮形成為石圭襯底上氣相淀積 的跡線構(gòu)成的彎曲形狀的薄膜。那么就可以用永石茲體來提供偏置》茲化。在上述大致類型的磁傳感器中，通常使用磁敏感組件來提供表示特 定方向磁場(chǎng)強(qiáng)度的信號(hào)。如果與永磁體相關(guān)聯(lián)地使用霍耳效應(yīng)元件，來 自霍耳元件的信號(hào)表示沿垂直于霍耳器件感測(cè)平面的方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度 分量。另一方面，如果與永磁體相關(guān)聯(lián)地使用磁致電阻元件，來自磁致 電阻元件的信號(hào)表示沿》茲致電阻元件感測(cè)平面內(nèi)且垂直于最薄尺度的 方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度。根據(jù)傳感器的特定應(yīng)用和性能要求，可以使用霍耳效 應(yīng)元件或磁致電阻器。在描述現(xiàn)有技術(shù)的所有文獻(xiàn)中，根據(jù)傳感器的目 的應(yīng)用，有時(shí)將這種一般類型的傳感器描述為近程式傳感器或者描述為齒輪齒傳感器。在大部分近程式傳感器中，例如， 一些性質(zhì)是有利的。例如，在與 內(nèi)燃機(jī)結(jié)合使用的齒輪齒傳感器中，有利的特性是無需齒輪運(yùn)動(dòng)，能夠識(shí)另^能力,齒4侖齒傳感器或近程式傳感器的另 一個(gè)有利特性是其尺寸減 小了 。這種傳感器的尺寸通常受永磁體尺寸以及磁敏感組件和永磁體相 對(duì)位置的影響。石茲感測(cè)應(yīng)用的一個(gè)范例4皮露于題為"Sensor With Magnetoresistors Disposed on a Plane Which is Parallel to and Displaced from the Magnetic Axis of a Permanent Magnet"的美國(guó)專利No.5477143,該專利于1995年 12月19日 一皮4受予Mien T. Wu并虧皮轉(zhuǎn)讓纟會(huì)Honeywell International Inc.。 美國(guó)專利No.5477143通過引用被并入于此，其大致描述了具有兩個(gè)》茲 致電阻元件的近程式傳感器，兩個(gè)磁致電阻元件設(shè)置在公共平面中并與 永》茲體的側(cè)面偏移開?！菲澲码娮柙墓哺袦y(cè)平面沿大致平4亍于永i"茲體磁軸的方向延伸，磁軸在磁體的南北極之間延伸。在美國(guó)專利No.5477143的構(gòu)造中，可以相對(duì)于預(yù)先選擇的磁極面界定探測(cè)區(qū)，磁致 電阻元件提供第 一和第二信號(hào)，可以比較第 一和第二信號(hào)以定義第三信 號(hào)，第三信號(hào)表示在探測(cè)區(qū)中是否存在可磁滲透對(duì)象。每個(gè)磁致電阻元 件都可以具有設(shè)置成惠斯通電橋構(gòu)造的多個(gè)磁致電阻器，以便提供上述 第一和第二信號(hào)。諸如上述傳感器的磁探測(cè)裝置的一個(gè)問題在于，這種裝置雖然適于 齒和槽的探測(cè)，但在探測(cè)齒緣的時(shí)候不是非?？煽炕蚋咝А?duì)于最近開 發(fā)的輪齒裝置、曲柄軸和凸輪軸裝置、渦輪增壓器推動(dòng)器、汽車傳動(dòng)系 組件等來說，探測(cè)目標(biāo)齒邊緣的能力是重要而關(guān)鍵的。據(jù)信，這里公開 的結(jié)構(gòu)克服了與上述感測(cè)裝置相關(guān)的問題。發(fā)明內(nèi)容非意在成為完整的描述。通過將整個(gè)說明書、權(quán)利要求、附圖和摘要作為整體看待可以獲得對(duì)實(shí)施例各方面的完整理解。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種改進(jìn)的磁致電阻傳感器。 本發(fā)明的另一方面是提供一種各向異性磁致電阻(AMR)傳感器。 本發(fā)明的又 一 方面是4是供可以用于齒4侖齒、曲柄軸和凸4侖軸感測(cè)應(yīng)用等的傳感器。本發(fā)明的另一方面是提供可以利用引線框架上芯片(COLF)構(gòu)建 技術(shù)及其封裝組件配置的AMR傳感器?，F(xiàn)在可以如本文所述實(shí)現(xiàn)前述諸方面及其他目的和優(yōu)點(diǎn)。4皮露了一 種》茲傳感器、系統(tǒng)和方法，其中i茲體靠近目標(biāo)，目標(biāo)包括多個(gè)齒和形成 于其間的多個(gè)槽。集成電路位于磁體一側(cè)，其中所述集成電路包括多個(gè)磁致電阻橋式組件。將集成電路和磁體配置到傳感器封裝中，使得磁致 電阻橋式組件在目標(biāo)齒及其相關(guān)槽通過傳感器封裝期間，在多個(gè)磁致電 阻橋式組件的 一半在磁致電阻橋式組件的另 一半之前靠近齒的邊緣時(shí)， 能夠探測(cè)目標(biāo)齒。通常，可以將多個(gè)^茲致電阻橋式組件配置成包括第 一組萬茲致電阻橋 式組件和第二組》茲致電阻橋式組件。第 一組》茲致電阻組件可以位于集成 電^各的第一區(qū)域之內(nèi)，而第二組i茲致電阻橋式組件通常位于集成電^各的第二區(qū)域之內(nèi)。多個(gè)^茲致電阻橋式組件可以i殳置成例如由四個(gè)或更多萬茲致電阻器構(gòu)成的AMR惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。例如，這樣的；茲致電阻橋式組 件可以是各向異性磁致電阻(AMR)換能器。目標(biāo)自身例如可以是曲柄 軸、凸輪軸等。


附圖被并入說明書并構(gòu)成說明書的部分，進(jìn)一步例示了實(shí)施例并與 詳細(xì)描述一起用于解釋這里公開的實(shí)施例，在所有分立的試圖中，類似 的附圖標(biāo)記指示相同或功能類似的元件。圖1示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例包括傳感器封裝和目標(biāo)的磁致電阻感測(cè) 系統(tǒng)的X軸試圖的方框圖；圖2示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的圖1所示的磁致電阻感測(cè)系統(tǒng)的Y軸 ^L圖的方框圖；圖3示出了可以根據(jù)圖1-2所示的磁致電阻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的AMR橋式 結(jié)構(gòu)的總布局的方框圖；以及圖4示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，可以根據(jù)圖1-3所示的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的磁 致電阻橋式結(jié)構(gòu)的電氣示意圖；圖5示出了可以根據(jù)一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的磁致電阻橋式組件的微米級(jí) 頂一見布局；圖6示出了可以根據(jù)備選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的傳感器設(shè)計(jì)的透視和分解視圖；圖7示出了根據(jù)圖6所示的實(shí)施例的完成傳感器構(gòu)造的透視圖； 圖8示出了可以才艮據(jù)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的臺(tái)階引線框架構(gòu)造的側(cè)^L圖； 圖9示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例圖8所示的臺(tái)階引線框架的頂視圖； 圖IO示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在圖8-9所示的臺(tái)階引線框架上實(shí)現(xiàn)的圖6所示的傳感器組件的透視圖；圖11示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的圖6所示的傳感器組件及其引線的頂部透碎見圖；圖]2示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例圖11所示的傳感器組件的底部透視圖；圖13示出了根據(jù)實(shí)施例的圖6-7所示的磁致電阻傳感器的切除前視 圖；以及圖14示出了圖13所示的磁致電阻傳感器的切除側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
在這些非限制性范例中討論的特定值和構(gòu)造可以有變化，給出它們 僅僅為了闡述至少一個(gè)實(shí)施例，并非意欲限制其范圍。圖1示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例包括傳感器封裝和目標(biāo)的磁致電阻感測(cè) 系統(tǒng)100的X軸—見圖的方框圖。注意在本文的圖l-5中，相同或類似的 部分或元件總體上由相同的附圖標(biāo)記表示。系統(tǒng)100總體上包括靠近目 標(biāo)121放置的磁體104,目標(biāo)121具有多個(gè)齒112、 116和多個(gè)槽110、 114、 118。槽IIO一皮形成在齒112的左側(cè)，而槽114一皮配置在齒112和 116之間。槽118位于齒116右側(cè)。雖然在系統(tǒng)100的構(gòu)造中^又示出了 若干齒112、 116和若干槽110、 114、 118,但可以理解，才艮據(jù)設(shè)計(jì)考慮， 目標(biāo)121可以形成有^艮多其他槽和齒。注意目標(biāo)121典型為圓的，^旦在 圖1中僅僅為了簡(jiǎn)化和啟示的目的，被示為"直"的構(gòu)造。在;茲體104的一側(cè)設(shè)置集成電路(IC) 106。在系統(tǒng)100的構(gòu)造中， 將IC 106配置在磁體104的北(N)側(cè)。IC 106 —般采用了多個(gè)^茲致電 阻橋式組件107和109,在圖1中它們分別4皮標(biāo)識(shí)為"A"和"B"。將 IC 106和磁體104配置到傳感器封裝102中。在齒及其相關(guān)的槽通過傳 感器封裝102期間，在磁致電阻橋式組件的一半接近齒的邊緣之前，在 ^磁致電阻橋式組件的另一半(即"A"或"B")接近齒(例如齒112) 的邊緣時(shí)，；茲致電阻橋式組件107和109 4吏得:探測(cè)目標(biāo)齒成為可能。注 意在圖1中，由箭頭總體表示目標(biāo)運(yùn)動(dòng)108,而在圖2中，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)108 被表示成點(diǎn)。注意在圖1-3中，為了透視目的還示出了 x-y-z坐標(biāo)系120。》茲致電阻橋式組件包括第一組^茲致電阻橋式組件107 (即"A") 和第二組磁致電阻橋式組件(即"B")。第一組磁致電阻組件107可 以位于IC 106的第一區(qū)域之內(nèi)，而第二組》茲致電阻橋式組件109大致位 于IC 106的第二區(qū)域之內(nèi)。多個(gè)磁致電阻橋式組件107、 109可以設(shè)置 成例如由四個(gè)或更多》茲致電阻器構(gòu)成的AMR惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。這里相 對(duì)于圖4詳細(xì)示出了這種結(jié)構(gòu)。例如，這樣的；茲致電阻橋式組件107、 109可以是各向異性磁致電阻(AMR)換能器。目標(biāo)121例如可以是曲 柄軸、凸輪軸等。注意在系統(tǒng)100中，根據(jù)設(shè)計(jì)考慮，IC106上的區(qū)域 "A"區(qū)可以浮皮諸如圖3-4所示的電阻器R2和R4的AMR惠斯通電橋電阻器占據(jù)，而"B，，區(qū)可以辟皮也在圖3-4中所示的電阻器Rl和R3占據(jù)。圖2示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的圖1所示的；茲致電阻感測(cè)系統(tǒng)100的 Y軸視圖的方框圖。圖3示出了可以根據(jù)圖l-2所示的磁致電阻系統(tǒng)100 實(shí)現(xiàn)的AMR橋式結(jié)構(gòu)的總布局的方框圖。在圖3中，例如更詳細(xì)地示 出了 IC 106。 "A"組磁致電阻組件107可以由AMR長(zhǎng)條302和304 構(gòu)成，而"B"組》茲致電阻組件109大致由AMR長(zhǎng)條306和308構(gòu)成。 圖3所示的AMR長(zhǎng)條302、 304、 306和308大致被示為垂直的條(即 Z方向)，但根據(jù)設(shè)計(jì)考慮，也可以將AMR長(zhǎng)條302、 304、 306和308 排列成水平條(即X方向)或某些其他路徑。AMR橋的最佳布局(例 如參見圖4)與應(yīng)用相關(guān)。例如，典型的布局可以具有成鏡像的"A，， 側(cè)和"B，，側(cè)，^^有些應(yīng)用可以受益于非對(duì)稱布局，這又取決于i殳計(jì)考 慮。圖4示出了才艮據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，可以才艮據(jù)圖1-3所示的系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn) 的磁致電阻橋式電^各400的電氣示意圖。橋式電路400大致包括AMR 橋，并包括四個(gè)磁致電阻組件(例如AMR換能器)402、 406、 404和 408。組件402和408 —般彼此連接并連接至地411。組件406和404也 彼此連接并連接至磁致電阻(MR)電橋電壓413。圖3所示的AMR長(zhǎng) 條302通常類似于圖4所示的組件402，而AMR長(zhǎng)條304類似于組件 404。類似地，AMR長(zhǎng)條306類似于組件406，而AMR長(zhǎng)條308類似 于組件408。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖4所示的AMR橋式電路400由電氣示意圖代表， 并暗示實(shí)際布局(即電阻器物理地位于IC上的何處)。磁體104和AMR 橋式電路400的組件的尺度可能根據(jù)應(yīng)用的特定要求而變化，所述特定 要求例如允許的傳感器封裝102的尺寸、目標(biāo)121的尺度以及傳感器封 裝102到目標(biāo)121的定位等。將IC 106定位在磁體104的一側(cè)方便了制 造并允許采用其上可以放置電氣組件的較平坦弓I線框架，而不需要在傳 感器表面附近的引線框架中有90度彎曲用于在磁體面和目標(biāo)之間放置 組件，這在常規(guī)設(shè)計(jì)中是常見的。AMR橋式電路400的布局與系統(tǒng)100 一起適于用作例如汽車搖晃傳感器，而且利用引線框架上芯片(COLF) 工藝實(shí)現(xiàn)了其封裝。這里在圖1-4中所示的系統(tǒng)100和AMR橋式電路400提供了兩個(gè)使其總體設(shè)計(jì)獨(dú)一無二的一般特征。首先，如上所述，將IC106放置在 磁體104的 一側(cè)，允許使用可以在其上放置電氣組件的較扁平引線框架， 傳感器面附近的引線框架中無需用于在磁體面和目標(biāo)121之間放置組件 的90度彎曲，從而方便了制造。第二， AMR橋式電路400布局允許在 目標(biāo)齒和槽特征通過傳感器期間，AMR橋式電^各400的一半在另一半 之前接近目標(biāo)齒，從而能夠進(jìn)行齒緣檢測(cè)，而不是齒槽檢測(cè)。通過組合 這里所述的這種特征，例如，可以將包括系統(tǒng)及其方法的獨(dú)特傳感器用 于輪齒感測(cè)應(yīng)用、曲柄軸位置傳感器、渦輪增壓器葉輪速度傳感器(即 利用渦流)以及諸如汽車傳動(dòng)中利用的速度傳感器。圖5示出了根據(jù)一個(gè)可能實(shí)施例的磁致電阻橋式組件107和109的 微米級(jí)頂部布局圖。在圖5中相對(duì)于圖表500繪示了組件107和109， 以微米級(jí)別繪制了 X和Z尺寸。如圖表500所示，長(zhǎng)條302和304與》茲 致電阻橋式組件107相關(guān)，而長(zhǎng)條306和308與；茲致電阻橋式組件109 相關(guān)?？梢詉U只到，圖5所示的結(jié)構(gòu)表示》茲致電阻橋式組件107和109 的 一種可能實(shí)施，這里給出該結(jié)構(gòu)僅僅用于 一般性啟示和示范性目的。 根據(jù)設(shè)計(jì)考慮和感測(cè)應(yīng)用的目的，具有額外或更少長(zhǎng)條的各種其他結(jié)構(gòu) 也是可能的。圖6示出了可以根據(jù)備選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的傳感器600設(shè)計(jì)的透^見和分 解視圖。注意在圖6-15中， 一般用相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部 分。因此，圖6-15所示的結(jié)構(gòu)代表了參考圖1-5所示和描述的磁致電阻 感測(cè)系統(tǒng)IOO及其組件的一種可能實(shí)施?？梢岳们笆鲆€框架上芯片 (COLF)工藝實(shí)現(xiàn)圖6-15所示的傳感器600。傳感器600包括過才莫制部分602,過才莫制部分602具有后部分601 和前部分603。利用蘭模制部分600保持引線框架604、；茲體606和包 括三個(gè)電引線部分607的傳感器組件608。如圖6所示還可以提供裝配 架612。注意圖7示出了根據(jù)圖6所示的實(shí)施例、完成的傳感器600結(jié) 構(gòu)的透視圖。圖8示出了可以根據(jù)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的臺(tái)階引線框架800的構(gòu)造的側(cè)視 圖。臺(tái)階引線框架800可以支撐與基準(zhǔn)電容器802、 803相關(guān)聯(lián)的管芯 或IC 804。此外，可以用臺(tái)階引線框架800保持鐵氧體小珠811。注意 圖9示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例圖8所示的臺(tái)階引線框架800的頂視圖。如 圖8所示，臺(tái)階引線框架800還支撐鐵氧體小珠810以及任選的上拉電阻器808。濾波電容器806和807也可以由臺(tái)階引線框架800支撐。如 圖8-9所示，臺(tái)階引線框架800 —般包括后部分901和前部分903以及 其間的大致中間部分905。 IC或管芯804更靠近臺(tái)階引線框架800的前 部分903。注意IC 804類似于圖3所示的IC 106,其實(shí)現(xiàn)了圖4所示的 AMR橋式電路400和圖5所示的構(gòu)造。當(dāng)然可以根據(jù)設(shè)計(jì)考慮采用其 他AMR布局。圖IO示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在圖8-9所示的臺(tái)階引線框架800上實(shí) 現(xiàn)的圖6所示的傳感器組件608的透一見圖。如圖10所示，傳感器組件 608可以放置在臺(tái)階引線框架800上并由其保持。注意，傳感器組件608 可以由熱固環(huán)氧樹脂1006形成并可以用定位特征1002加以配置。磁體 槽1004也可以由傳感器組件608的主體形成。磁體槽1004可以用來保 才爭(zhēng)例如如圖6所示的》茲體606。圖11示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例圖6所示的傳感器組件608及其引線 606的頂部透一見圖。圖12示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例圖11所示的傳感器組 件608的底部透碎見圖。注意在圖ll-12中，石茲體606 ,皮示為設(shè)置在》茲體 槽1004中，而多個(gè)引線607從傳感器組件608延伸。定位特征1200被 示為配置在傳感器組件608的一側(cè)，而前面參考圖10所示的定位特征 1002被示于圖11中。因此，圖11-12所示的傳感器組件608代表了可 以根據(jù)一個(gè)可能實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的單個(gè)校準(zhǔn)后的傳感器組件。圖13示出了根據(jù)實(shí)施例圖6-7所示的磁致電阻傳感器600的切除前 視圖。圖14示出了圖13所示的磁致電阻傳感器的切除側(cè)視圖。注意在 圖13-14中， 一般用相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部分或元件。于 是，在圖13-14中與磁體606 —起示出了 IC或管芯804。在圖13-14中 與熱固才莫塊部分1402和引線框架604 —起還示出了熱塑主體1006。組 件1302可以位于引線框架604附近。基于上述說明，可以理解，可以實(shí)現(xiàn)這樣的磁傳感器、系統(tǒng)和方法， 其中，磁體606靠近目標(biāo)，目標(biāo)包括多個(gè)齒和多個(gè)形成于其間的槽。集 成電路或管芯804可以位于磁體的一側(cè)，其中所述集成電路或管芯804 包括例如參考圖1-5在此所述的多個(gè)^茲致電阻橋式組件?？梢詫⒓呻?路804和磁體606配置到傳感器封裝中，使得諸如四個(gè)磁致電阻組件(例 如AMR換能器)402、 406、 404和408的i茲致電阻橋式組件在齒及其 相關(guān)槽通過傳感器封裝期間，在多個(gè)磁致電阻橋式組件的 一半在另 一半磁致電阻橋式組件之前接近齒的邊緣時(shí)，能夠探測(cè)目標(biāo)齒?？偟膩碇v，可以將磁致電阻橋式組件配置成包括第 一組磁致電阻橋 式組件和第二組^茲致電阻橋式組件。第 一組磁致電阻組件可以位于集成 電路的第一區(qū)域之內(nèi)，而第二組》茲致電阻橋式組件通常位于集成電路的 第二區(qū)域之內(nèi)。多個(gè)磁致電阻橋式組件可以設(shè)置成例如由四個(gè)或更多磁致電阻器構(gòu)成的AMR惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。例如，這樣的；茲致電阻橋式組 件可以是各向異性磁致電阻(AMR)換能器。目標(biāo)自身例如可以是曲柄 軸、凸輪軸等。注意，前述實(shí)施例不太受溫度的影響，因?yàn)樗玫膿Q能器工作在接 近(即，或中心大致處于)零高斯的場(chǎng)中(即，在傳感器的敏感軸中)。 這種設(shè)計(jì)可以被稱為構(gòu)成了低偏置結(jié)構(gòu)。其他配置可能將傳感器置于高 偏置磁場(chǎng)。引起磁體磁場(chǎng)(例如)5%變化的溫度效應(yīng)會(huì)對(duì)高偏置結(jié)構(gòu)帶 來大的改變，而對(duì)低偏置結(jié)構(gòu)來講偏置的改變就很小。然而，諸如霍耳和/或AMR組件的換能器提供了這種裝置對(duì)磁場(chǎng)敏 感的軸和它們對(duì)》茲場(chǎng)不敏感的軸。因此，通過相對(duì)于磁體適當(dāng)對(duì)換能器 取向，就可以在^茲體一面或一側(cè)生成低或高偏置條件。這樣，并非只有 在該一側(cè)的換能器必然導(dǎo)致低偏置(即，以及低溫度效應(yīng))。相對(duì)于磁 體在3個(gè)平移軸和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上恰當(dāng)定位換能器是適當(dāng)?shù)摹?yīng)理解的是，可以將上面公開的及其他特征和功能或其替代方案根 據(jù)需要組合成4艮多其他不同的系統(tǒng)或應(yīng)用。而且接著可以由本領(lǐng)域的技 術(shù)人員在其中做出各種當(dāng)前未預(yù)料到的或未預(yù)計(jì)的替代、變型、變化或 改進(jìn)，它們也被如下權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種磁傳感器，包括靠近目標(biāo)的磁體，所述目標(biāo)包括多個(gè)齒和多個(gè)形成于其間的槽；位于所述磁體的一側(cè)的集成電路，其中所述集成電路包括多個(gè)磁致電阻橋式組件，其中所述集成電路和所述磁體被配置到傳感器封裝中，使得所述多個(gè)磁致電阻橋式組件在所述多個(gè)齒中的至少一個(gè)齒及其相關(guān)槽通過所述傳感器封裝期間，在所述多個(gè)磁致電阻橋式組件的一半在所述多個(gè)磁致電阻橋式組件的另一半之前靠近所述至少一個(gè)齒的邊緣時(shí)，能夠探測(cè)所述多個(gè)齒中的至少一個(gè)齒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述多個(gè)磁致電阻橋式組 件包括第 一組磁致電阻橋式組件和第二組^茲致電阻橋式組件，其中所述 第一組石茲致電阻組件位于所述集成電路的第一區(qū)域之內(nèi)，所述第二組磁 致電阻橋式組件位于所述集成電路的第二區(qū)域之內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述多個(gè)磁致電阻橋式組 件包括AMR惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其中所述AMR惠斯通電橋結(jié) 構(gòu)包括四個(gè)石茲致電阻器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其中所述多個(gè)磁致電阻橋式組 件包括各向異性磁致電阻(AMR)換能器。
6. —種；茲感測(cè)系統(tǒng)，包括 傳感器封裝；配置在所述傳感器封裝之內(nèi)的磁體，其中所述磁體靠近目標(biāo)，所述 目標(biāo)包括多個(gè)齒和形成于其間的多個(gè)槽；位于所述;茲體的 一 側(cè)的集成電路，其中所述集成電路包括多個(gè)i茲致 電阻橋式組件，其中所述集成電路和所述磁體被配置到所述傳感器封裝 中，使得所述多個(gè)磁致電阻橋式組件在所述多個(gè)齒中的至少一個(gè)齒及其 相關(guān)槽通過所述傳感器封裝期間，在所述多個(gè)磁致電阻橋式組件的一半 在所述多個(gè)磁致電阻橋式組件的另 一半之前靠近所述至少一個(gè)齒的邊 緣時(shí)，能夠探測(cè)所述多個(gè)齒中的至少一個(gè)齒；并且其中所述多個(gè)；茲致電阻橋式組件包括第 一組J茲致電阻橋式組件和 第二組i茲致電阻橋式組件，其中所述第一組石茲致電阻組件位于所述集成 電路的第一區(qū)域之內(nèi)，所述第二組》茲致電阻橋式組件位于所述集成電路的第二區(qū)域之內(nèi)。
7. —種；茲感測(cè)方法，包括提供靠近目標(biāo)的磁體，所述目標(biāo)包括多個(gè)齒和多個(gè)形成于其間的槽；在所述》茲體的一側(cè)上放置集成電路，其中所述集成電^各包括多個(gè);茲致電阻橋式組件；將所述集成電路和所述磁體配置到傳感器封裝中；以及 在所述至少一個(gè)齒及其相關(guān)槽通過所述傳感器封裝期間，在所述多個(gè)石茲致電阻橋式組件的一半在所述多個(gè)磁致電阻橋式組件的另一半之前靠近所述至少一個(gè)齒的邊緣時(shí)，由所述多個(gè)》茲致電阻橋式組件探測(cè)所述多個(gè)齒中的至少一個(gè)齒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括配置所述多個(gè)磁致電阻橋 式組件以包括第 一組磁致電阻橋式組件和第二組》茲致電阻橋式組件，其 中所述第 一組磁致電阻組件位于所述集成電路的第 一區(qū)域之內(nèi)，所述第 二組》茲致電阻橋式組件位于所述集成電^ 各的第二區(qū)域之內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括將所述多個(gè)磁致電阻橋式 組件設(shè)置成AMR惠斯通電橋結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括配置所述AMR惠斯通電 橋結(jié)構(gòu)以包4舌四個(gè)》茲致電阻器。
全文摘要
一種磁傳感器、系統(tǒng)和方法，包括靠近目標(biāo)的磁體，所述目標(biāo)包括多個(gè)齒和形成于其間的多個(gè)槽。集成電路位于磁體的一側(cè)，其中集成電路包括多個(gè)磁致電阻橋式組件。將集成電路和磁體配置到傳感器封裝中，使得磁致電阻橋式組件在目標(biāo)齒及其相關(guān)槽通過傳感器封裝期間，在多個(gè)磁致電阻橋式組件的一半在磁致電阻橋式組件的另一半之前靠近齒的邊緣時(shí)，能夠探測(cè)到目標(biāo)齒。
文檔編號(hào)G01R33/09GK101243326SQ200680029889
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者N·F·布施 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司