一种磁传感部件及磁传感器的制作方法

    技术2022-07-12  99


    本实用新型涉及电磁信号探测技术领域,具体涉及一种磁传感部件及磁传感器。



    背景技术:

    磁传感器是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号,以这种方式来检测相应物理量的器件,而磁传感部件是磁传感器中的重要组成部分。例如,磁传感器中的有源高频电流探头主要用于示波器对于交直流电流采样,随着当下电源技术的提升,对于示波器电流采样频率要求已达到100mhz以上。目前有源高频电流探头对交直流电流采样依赖闭环电流传感技术:被测电流穿过由软磁材料组成的闭合磁路,根据安培定律产生一定强度的环路磁场。

    现有的磁传感器部件往往需要与导磁回路进行组装进而形成磁传感器,由于磁传感器部件为了保证其在使用时具有良好的机械强度,故磁传感器部件的整体厚度通常较厚,但过厚的磁传感器部件与导磁回路进行组装时,导致磁传感器部件与导磁回路的整体缝隙厚度也过厚,进而造成磁感应强度减弱,即使得磁传感器的检测精度较低。



    技术实现要素:

    有鉴于此,本实用新型实施例提供了一种磁传感部件、磁传感器及磁传感部件的制备方法,以解决现有技术中磁传感器部件与导磁回路的整体缝隙过大,进而造成磁感应强度减弱,即使得磁传感器的检测精度较低的问题。

    第一方面,本实用新型实施例提供了一种磁传感部件,包括:磁传感部件基体,对磁传感部件基体的两面通过抛光工艺处理形成两抛光面,在其中任一的抛光面上加工处理形成钝化层,在钝化层的部分区域上设置有粘合层,在粘合层上贴合有磁敏功能层,在磁敏功能层上设置有应力保护层,应力保护层覆盖在磁敏功能层和钝化层的剩余部分区域上。

    本实用新型实施例所具备的有益效果是,采用上述技术制作出的磁传感部件的厚度很薄,磁传感部件的基体为软磁材料,在磁传感部件中含有应力保护层,使得磁传感部件的机械强度增加。

    结合第一方面,在第一方面第一实施方式中,磁传感部件基体的形状为圆形或方形片状体软磁材料。

    结合第一方面第一实施方式,在第一方面第二实施方式中,磁传感部件基体的厚度范围大于零毫米且小于三毫米。

    本实用新型实施例所具备的有益效果是,磁传感部件基体为软磁材料且厚度薄,保证了整个磁路中的有效磁导率。

    结合第一方面第一实施方式,在第一方面第三实施方式中,磁敏功能层还包括:磁电转换单元,用于将磁路中的磁信号转换为电信号;电信号导出单元,与磁电转换单元连接,用于将电信号导出。

    结合第一方面第一实施方式,在第一方面第四实施方式中,磁传感部件基体的另一抛光面与导磁主磁路组装接入闭合导磁回路。

    第二方面,本实用新型实施例提供了一种磁传感器,包括:分别设置有两端面的第一磁路结构和第二磁路结构,磁传感部件设置在第一磁路结构或第二磁路结构的任一端面上,其中,第一磁路结构、第二磁路结构与磁传感部件构成闭合回路时,用于检测穿过闭合回路的待测导电物体。

    结合第二方面,在第二方面第一实施方式中,第一磁路结构和第二磁路结构均为半包围结构。

    第三方面,本实用新型实施例提供了一种磁传感部件的制备方法,包括:将磁传感部件基体的两面进行抛光处理形成两抛光面;将两抛光面的任一抛光面进行钝化处理形成钝化层;在钝化层的部分区域上贴合有粘合层;在粘合层上贴合磁敏功能层;在磁敏功能层上设置有应力保护层,使得应力保护层覆盖在磁敏功能层和钝化层的剩余部分区域上。

    本实用新型实施例所具备的有益效果是,磁传感部件基体两面抛光,使得平面强度增加;将其中一面进行钝化处理,形成钝化层,增加了表面的粘合度。在粘合层上贴有磁敏功能层,使得磁路中的磁信号转换为电信号,再将电信号导出。应力保护层覆盖与磁敏功能层和钝化层的剩余区域,为磁传感部件提供应力保护,增加了磁传感部件的机械强度。

    附图说明

    为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

    图1示出了本实用新型实施例中磁传感部件的结构示意图;

    图2示出了本实用新型实施例中磁传感器的第一结构示意图;

    图3示出了本实用新型实施例中磁传感器的第二结构示意图;

    图4示出了本实用新型实施例中磁传感部件的制作流程图;

    附图标记说明:

    1-磁传感部件,11-磁传感部件基体,12-钝化层,13-粘合层,14-磁敏功能层,15-应力保护层,21-第一端面,22-第二端面,23-第三端面,24-第四端面,25-第五端面,26-第六端面,3-第一磁路结构,4-第二磁路结构。

    具体实施方式

    下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

    在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

    此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

    实施例1

    本实用新型施例提供了一种磁传感部件,如图1所示,该磁传感部件1包括:

    磁传感部件基体11,对磁传感部件基体11的两面通过抛光工艺处理形成两抛光面,在其中任一的抛光面上加工处理形成钝化层12。此处通过对磁传感部件基体11两面抛光,使得磁传感部件基体11的两面的平面度增加;将磁传感部件基体11其中的一面进行钝化处理,形成钝化层12,钝化层12增加粘合层13对其的粘合度。具体地,该磁传感部件基体11为圆形片状的软磁材料,磁传感部件基体11的厚度范围大于零毫米且小于三毫米,因此,磁传感部件基体11的厚度较薄,较薄的磁传感部件基体11可以使得磁传感部件1的厚度减小,进而可以减少与磁传感器其它部件组合一起的缝隙,增强了导磁效果。将该圆形片状的软磁材料进行双面抛光处理,之后使用cvd或pvd工艺对其单面进行钝化处理,表面均匀覆盖厚底大于零微米且小于或等于一微米的钝化层12,隔绝了漏电流。厚度较薄的磁传感部件基体11,保证了磁路中的有效磁导率。

    可选地,该磁传感部件基体11为圆形片状,但不限于圆形片状,也可以为矩形等形状;磁传感部件基体11由铁氧体材料构成,但不限于铁氧体材料,也可以为由其他软磁材料构成,如非晶态软磁合金等。

    在钝化层12的部分区域上设置有粘合层13,在粘合层13上贴合有磁敏功能层14。磁敏功能层14中包含:磁电转换单元和电信号导出单元。其中,磁电转换单元,用于将磁路中的磁信号转换为电信号;电信号导出单元,与磁电转换单元连接,用于将电信号导出。具体地,磁电转换单元为磁敏功能器件;电信号导出单元为金属接触器件。

    在磁敏功能层上设置有应力保护层15,应力保护层15覆盖在磁敏功能层14和钝化层12的剩余部分区域上。应力保护层15为磁传感部件提供应力保护,进而增加了磁传感部件的机械强度。

    实施例2

    本实用新型施例提供了一种磁传感器,如图2所示,包括:分别设置有两端面的第一磁路结构3和第二磁路结构4,磁传感部件1设置在第一磁路结构3或第二磁路结构4的任一端面上,其中,第一磁路结构3、第二磁路结构4与磁传感部件1构成闭合回路时,用于检测穿过闭合回路的待测导电物体。

    具体地,在磁传感器工作时,第一磁路结构3和第二磁路结构4构成闭合导磁回路,用于检测穿过闭合回路的待测导电物体,该待测导电物体可以为待测电流线或待检测导电物体,即当待测电流线或待测导电物体在通电状态下穿过该闭合导磁回路,该待测电流线或待测导电物体就可以检测出具体的电参数。

    具体地,上述实施例中第一磁路结构3的两个端面分别为第一端面21和第二端面22,第二磁路结构4的端面分别为第三端面23和第四端面24,磁传感部件的两个端面分别为第五端面25和第六端面26。将第一端面21与第五端面25相接触,第六端面26与第三端面23相接触,第二端面22与第四端面24连接形成一个闭合导磁回路。第一端面21与第五端面25的接触面和第二端面22与第四端面24的接触面在同一平面内,第一磁路结构3与第二磁路结构4关于这一平面对称。

    本实施例所具备的有益效果是:上述对称的磁路结构使得在磁传感器制作加工时更加方便,对称的结构可以兼容现有的高频电流探头外壳的设计。

    可选地,如图3所示,第一磁路结构3和第二磁路结构4通过半圆形的半包围结构构成闭合回路,在图2中,第一磁路结构3与第二磁路结构4的半包围结构分别为“[”和“]”形,在其它可替换的实施方式中,上述实施例中的第一磁路结构3和第二磁路结构4可以是其他形状的半包围结构,也可以是非半包围结构的任意结构,使得第一磁路结构3与第二磁路结构4连接后形成闭合回路。

    本实施例所具备的有益效果是:将磁传感部件与这些半包围结构组合后,因为磁传感部件较薄,所以在在于半包围结构组合后,保证机械强度的基础上,减小了磁路间的缝隙,进而保证了磁路中的有效磁导率。

    实施例3

    本实用新型施例提供了一种磁传感器,如图3所示,包括:

    具体地,在磁传感器工作时,第一磁路结构3和第二磁路结构4成闭合导磁回路,被检测电流线穿过闭合导磁回路。

    本实施例所具备的有益效果是:将磁传感部件1与这些半包围结构组合后,因为磁传感部件较薄,所以在在于半包围结构组合后,保证机械强度的基础上,减小了磁路间的缝隙,进而保证了磁路中的有效磁导率。

    实施例4

    本实用新型实施例提供一种磁传感部件的制备方法,如图4所示,包括:

    步骤s1:将磁传感部件基体11的两面进行抛光处理形成两抛光面;

    步骤s2:将两抛光面的任一抛光面进行钝化处理形成钝化层12。具体地,钝化处理的方式为使用cvd或pvd工艺对抛光面进行处理。

    可选地,钝化处理的工艺可以是cvd或pvd工艺,但不限于cvd或pvd的涂层方式,也可以是其他钝化处理方式,如采用氧化方式,电镀方式等。

    步骤s3:在钝化层12的部分区域上贴合有粘合层13。具体地,粘合层13材质为凝固的胶水。

    可选地,粘合层13的材质可以是胶水,但不限于胶水。粘合层13的材质也可以是水玻璃等其他粘合剂。

    步骤s4:在粘合层13上贴合磁敏功能层14。具体地,采用腐蚀方法将磁敏器件的晶圆衬底腐蚀,留下厚度小于一微米的功能层。使用粘合层13将磁敏功能层14粘附与磁传感部件基体11的钝化层12。

    步骤s5:在磁敏功能层上设置有应力保护层15,使得应力保护层15覆盖在磁敏功能层14和钝化层12的剩余部分区域上。

    利用上述s1步骤-s5步骤制备出实施例1中的的磁传感部件,整体结构较薄,将其反装于主磁路或导磁回路中,使得整体磁路缝隙减小,在保证磁传感器整体机械强度的基础上,提高了磁传感器的检测精度。

    显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。


    技术特征:

    1.一种磁传感部件,其特征在于,包括:

    磁传感部件基体,对所述磁传感部件基体的两面通过抛光工艺处理形成两抛光面,在其中任一的所述抛光面上加工处理形成钝化层,在所述钝化层的部分区域上设置有粘合层,在所述粘合层上贴合有磁敏功能层,在所述磁敏功能层上设置有应力保护层,所述应力保护层覆盖在所述磁敏功能层和所述钝化层的剩余部分区域上。

    2.根据权利要求1所述的磁传感部件,其特征在于,所述磁传感部件基体的形状为圆形或方形片状体的软磁材料。

    3.根据权利要求2所述的磁传感部件,其特征在于,所述磁传感部件基体的厚度范围大于零毫米且小于或等于三毫米。

    4.根据权利要求2所述的磁传感部件,其特征在于,所述磁敏功能层,还包括:

    磁电转换单元,用于将磁路中的磁信号转换为电信号;

    电信号导出单元,与所述磁电转换单元连接,用于将所述电信号导出。

    5.根据权利要求1所述的磁传感部件,其特征在于,所述磁传感部件基体的另一所述抛光面与导磁主磁路组装接入闭合导磁回路。

    6.一种磁传感器,其特征在于,包括:

    权利要求1-5任一项所述的磁传感部件,

    分别设置有两端面的第一磁路结构和第二磁路结构,所述磁传感部件设置在所述第一磁路结构或所述第二磁路结构的任一所述端面上,

    其中,所述第一磁路结构、所述第二磁路结构与所述磁传感部件构成闭合回路时,用于检测穿过所述闭合回路的待测导电物体。

    7.根据权利要求6所述的磁传感器,其特征在于,所述第一磁路结构和所述第二磁路结构均为半包围结构。

    技术总结
    本实用新型公开了一种磁传感部件及磁传感器,包括:磁传感部件基体,对磁传感部件基体的两面通过抛光工艺处理形成两抛光面,在其中任一的抛光面上加工处理形成钝化层,在钝化层的部分区域上设置有粘合层,在粘合层上贴合有磁敏功能层,在磁敏功能层上设置有应力保护层,应力保护层覆盖在磁敏功能层和钝化层的剩余部分区域上。本实用新型磁传感部件整体结构较薄,将其反装于主磁路或导磁回路中,使得整体磁路缝隙减小,在保证磁传感器整体机械强度的基础上,提高了磁传感器的检测精度。

    技术研发人员:朱忻;金键;何彬德;帕勒布·巴特查亚
    受保护的技术使用者:苏州矩阵光电有限公司
    技术研发日:2019.06.05
    技术公布日:2020.04.03

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