專利名稱：Atm機(jī)巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ATM機(jī)的驗(yàn)鈔模塊，主要是指一種磁頭單芯片有效檢測(cè)范圍為 3mm的ATM機(jī)驗(yàn)鈔模塊的巨磁電阻(GMR)驗(yàn)鈔磁頭。
背景技術(shù)：
相關(guān)文獻(xiàn)CN200520095968. 3公開了一種點(diǎn)鈔機(jī)的巨磁電阻傳感器，它采用巨磁 電阻(GMR)傳感器芯片作為感應(yīng)芯片進(jìn)行檢測(cè)。其結(jié)構(gòu)由外殼、GMR芯片、磁鋼、芯架和接 線柱等組成。GMR芯片、PCB板和磁鋼自上而下通過(guò)芯架安裝在外殼內(nèi)，磁鋼產(chǎn)生的磁力線 通過(guò)該巨磁電阻傳感器芯片時(shí)，與芯片表面巨磁電阻布線方向平行。這樣由磁鋼提供給GMR 芯片合適的工作環(huán)境，需檢測(cè)的紙幣上的磁信號(hào)作用于芯片上，由GMR芯片產(chǎn)生阻值差值， 從而產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)提供給點(diǎn)鈔機(jī)，完成紙幣的檢偽過(guò)程。CN02248990. 8公開了一種驗(yàn)鈔機(jī)磁頭傳感器，包括電極和磁傳感器，磁傳感器包 括第一測(cè)量電阻和第二測(cè)量電阻，第一測(cè)量電阻和第二測(cè)量電阻為自旋閥巨磁電阻，該自 旋閥巨磁電阻包括釘扎層、被釘扎層、非磁間隔層、自由層。上述文獻(xiàn)均未涉及到ATM機(jī)專用巨磁電阻(GMR)磁頭，磁頭單芯片有效檢測(cè)范圍 小于IOmm的整體無(wú)縫檢測(cè)及對(duì)不同面值紙幣檢測(cè)等技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種ATM機(jī)巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭，通過(guò)新的巨磁電阻 (GMR)結(jié)構(gòu)，可滿足磁頭空間分辨率3mm，克服了偏磁問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了整體無(wú)縫檢測(cè)和對(duì)不同 面值紙幣的檢測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在分辨率低(IOmm)的缺陷。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的磁頭結(jié)構(gòu)是這種GMR驗(yàn)鈔磁頭包括磁頭外殼、芯片骨架、GMR 芯片、磁鐵、PCB板、蓋板，其中在芯片骨架上設(shè)有兩排GMR芯片安裝口，在兩排GMR芯片安 裝口之間設(shè)有引線孔，所述兩排GMR芯片安裝口成品字形無(wú)縫相互錯(cuò)開布置，在GMR芯片安 裝口內(nèi)設(shè)置GMR芯片，每排的GMR芯片與GMR芯片之間的距離小于10mm，單芯片有效檢測(cè)范 圍小于10mm，在每個(gè)GMR芯片的下方對(duì)應(yīng)設(shè)有一塊偏磁磁鐵，所述GMR芯片為兩個(gè)電阻串聯(lián) 組成的電阻橋，該電阻橋的中間接點(diǎn)輸出由電磁產(chǎn)生的電信號(hào)，兩端分別為電源腳和接地， 所述GMR芯片還與PCB板連接。該磁頭結(jié)構(gòu)還包括所述單芯片有效檢測(cè)范圍為3mm。所述偏磁磁鐵的S極對(duì)著巨磁阻芯片。所述偏磁磁鐵為釹鐵硼磁鐵(NdFeB)。 所述GMR芯片的磁阻條垂直于紙幣進(jìn)入方向。 所述GMR芯片放置在骨架上的無(wú)縫連接包括設(shè)置兩排GMR芯片，每排GMR芯片之 間的距離為3mm，兩排GMR芯片相互錯(cuò)開布置，即兩個(gè)GMR芯片之間的空位正好由另一排的 GMR芯片填補(bǔ)，這樣就實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫連接。
3[0013]所述加偏磁包括GMR芯片是由兩條磁阻組成的半橋芯片，先把芯片固定在骨架的 固定位置，給半橋芯片加一個(gè)電壓，理論上中點(diǎn)輸出電壓為1/2個(gè)電壓，記下實(shí)際中點(diǎn)輸出 電壓值，再在背面加上磁鐵，這時(shí)中點(diǎn)電壓值會(huì)改變，上下前后輕輕移動(dòng)磁鐵，使中點(diǎn)電壓 值與開始記下的值一樣，點(diǎn)膠固定。半橋芯片的工作原理當(dāng)磁頭劃過(guò)紙幣的磁性油墨時(shí)，磁阻元件MRl和MR2磁場(chǎng)發(fā) 生變化，MRl和MR2的阻值發(fā)生變化，引起MRl和MR2接點(diǎn)處的輸出電壓變化，將磁信號(hào)轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)。本實(shí)用新型的有益效果實(shí)現(xiàn)了整體無(wú)縫檢測(cè)，具有分辨率高和檢測(cè)不同面值紙 幣等特點(diǎn)。

圖1為本發(fā)明的芯片原理示意圖。圖2為本發(fā)明的檢測(cè)磁頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的磁頭示意圖。圖4是圖3的磁頭蓋板主視圖。圖5是圖4的側(cè)視圖。圖6是圖3的芯片骨架示意圖，骨架中增加了一塊PCB板。圖7是圖6的骨架輔助PCB板示意圖，骨架輔助PCB板芯片的引線焊在PCB板上， 然后通過(guò)PCB中的焊盤把磁頭的引腳引出。圖8是本實(shí)用新型的加偏磁后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1外殼、2磁頭蓋板、3芯片骨架、31芯片安裝口、32引腳、33PCB板、4巨磁阻 芯片、5感應(yīng)方向、6引線、7磁阻條、8磁鐵、9GMR薄膜。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型基于適合的材料和結(jié)構(gòu)及加偏磁的方法可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)磁頭來(lái)檢測(cè)紙 幣的金屬線和磁性油墨。磁頭設(shè)計(jì)方案先做有效檢測(cè)寬度為3mm的分立的磁頭，經(jīng)測(cè)試后，再做整體的設(shè) 計(jì)。如圖1所示，給該芯片加偏磁加在600e左右，就能檢測(cè)很微小的磁信號(hào)變化。單 條磁阻就能實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，跟它匹配一條一樣的磁阻，是為了提高抗干擾能力。如圖2所示，做成檢測(cè)磁頭后的結(jié)構(gòu)。引線采用超聲波壓焊技術(shù)，先把引線綁定 在薄膜9上的焊盤上，然后再用電烙鐵將引線焊在骨架3上的引腳32上。如圖3所示，磁頭總體組裝圖，由外殼1、磁頭蓋板2、芯片骨架3、PCB板33、巨磁 阻芯片4組成。焊接芯片的引線用超聲波壓焊，引線焊接在PCB板上用電烙鐵手工焊。加偏磁方法由于本發(fā)明的檢測(cè)精度達(dá)到3mm(GMR芯片之間的距離是3mm)，由于GMR芯片之間的距離較近，必然會(huì)出現(xiàn)磁干擾現(xiàn)象，解決這個(gè)問(wèn)題的方法就是加偏磁。GMR芯片是由兩條 磁阻組成的半橋芯片。先把芯片固定在骨架的固定位置，給半橋芯片加5V的電壓，理論上 中點(diǎn)輸出電壓為2. 5V，但由于制作工藝的誤差會(huì)存在偏差，記下實(shí)際中點(diǎn)輸出電壓值，再在 背面加上磁鐵，這時(shí)中點(diǎn)電壓值會(huì)改變，上下前后輕輕移動(dòng)磁鐵，使中點(diǎn)電壓值與開始記下 的值一樣，點(diǎn)膠固定。測(cè)試在加蓋板前，先對(duì)58個(gè)磁頭分別進(jìn)行測(cè)試，確認(rèn)每個(gè)芯片都有信號(hào)輸出，才固定 蓋板。測(cè)試時(shí)把磁頭插入放大電路中，然后蓋上蓋板，用鈔票的磁性油墨部分刷過(guò)，看是否 有信號(hào)輸出，然后測(cè)刷這個(gè)磁頭對(duì)相鄰磁頭是否有輸出，并測(cè)試是否為無(wú)縫輸出。固定蓋板測(cè)試合格后，先用快干膠把蓋板固定好，然后再進(jìn)行測(cè)試，沒(méi)有問(wèn)題后就可以灌膠 了。灌膠用雙組份環(huán)保環(huán)氧樹脂膠，膠的配比為A B = 10 4，從磁頭的背面灌進(jìn)去。靜 置24小時(shí)即可。匯總測(cè)試把做好的磁頭插入焊好的放大電路中，重復(fù)上述測(cè)試步驟。放大電路、數(shù)據(jù)采集及傳輸測(cè)試電路鈔票的金屬線和磁性油墨刷過(guò)GMR芯片時(shí)，會(huì)引起GMR磁阻的變化，用兩個(gè)GMR磁 阻接成半橋形式，橋路會(huì)發(fā)生的微弱的電壓信號(hào)，這個(gè)弱信號(hào)通過(guò)交流耦合，接到后面的放 大芯片LMV321，放大倍數(shù)22000，然后再通過(guò)LMV321接成的比較器，就能輸出脈沖波(原理 圖見圖)。數(shù)據(jù)采集及傳輸目的采樣64路信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，并將64路信號(hào)串行輸出，PC機(jī)通過(guò)串口調(diào)試軟件接收 到該64路信號(hào)數(shù)據(jù)；采樣時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到開始信號(hào)Sl后，再過(guò)幾個(gè)編碼器脈沖(可調(diào)整)后 開始對(duì)64路信號(hào)進(jìn)行采樣；采樣時(shí)，編碼器每給一個(gè)脈沖就對(duì)64路信號(hào)采樣一次并存儲(chǔ)， 編碼器脈沖頻率大約是69微秒一次；采樣大約1000次后一個(gè)周期采樣完畢，此時(shí)開始串行 發(fā)送數(shù)據(jù)；方案多路輸入信號(hào)串行輸出包括數(shù)據(jù)采集和傳輸兩個(gè)部分，基本要求是芯片采樣到端 口輸入的采樣控制信號(hào)后開始采集64路輸入信號(hào)，采樣完畢后開始向主機(jī)以串口通信的 方式傳送。工作原理本巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭安裝在ATM機(jī)上，用于存取紙幣的檢測(cè)，紙幣橫向經(jīng)過(guò)磁頭， 紙幣每移動(dòng)0. 1mm，磁頭采樣一次，得到一組采樣數(shù)據(jù)，當(dāng)紙幣全部通過(guò)磁頭，采樣800組， 將數(shù)據(jù)發(fā)送到CPU進(jìn)行分析，得到紙幣磁性特征分布圖，與標(biāo)準(zhǔn)紙幣磁性分布圖對(duì)照，得到 紙幣的真?zhèn)谓Y(jié)果。
權(quán)利要求一種ATM機(jī)巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭，其特征是包括磁頭外殼、芯片骨架、GMR芯片、磁鐵、PCB板、蓋板，其中在芯片骨架上設(shè)有兩排GMR芯片安裝口，在兩排GMR芯片安裝口之間設(shè)有引線孔，所述兩排GMR芯片安裝口成品字形無(wú)縫相互錯(cuò)開布置，在GMR芯片安裝口內(nèi)設(shè)置GMR芯片，每排的GMR芯片與GMR芯片之間的距離小于10mm，單芯片有效檢測(cè)范圍小于10mm，在每個(gè)GMR芯片的下方對(duì)應(yīng)設(shè)有一塊偏磁磁鐵，所述GMR芯片為兩個(gè)電阻串聯(lián)組成的電阻橋，該電阻橋的中間接點(diǎn)輸出由電磁產(chǎn)生的電信號(hào)，兩端分別為電源腳和接地，所述GMR芯片還與PCB板連接。
2.如權(quán)利要求1所述的ATM機(jī)巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭，其特征是所述單芯片有效檢測(cè)范圍 為 3mm0
3.如權(quán)利要求1所述的ATM機(jī)巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭，其特征是所述偏磁磁鐵的S極對(duì)著 巨磁阻芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的ATM機(jī)巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭，其特征是所述偏磁磁鐵為釹鐵硼磁鐵。
專利摘要一種ATM機(jī)巨磁電阻驗(yàn)鈔磁頭，包括磁頭外殼、芯片骨架、GMR芯片、磁鐵、PCB板、蓋板，GMR芯片安裝口成品字形無(wú)縫相互錯(cuò)開布置，單芯片有效檢測(cè)范圍為3mm。
文檔編號(hào)G07D7/04GK201725379SQ201020236559
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者鄧迪文 申請(qǐng)人:深圳市怡化電腦有限公司