[发明专利]磁致电阻传感器

说明书

对临时专利申请的交叉引用

本专利申请依据美国法典第35条§119(e)要求享有2005年5月20日提交的题为“Magnetoresistive Sensor”的临时专利申请No.60/683628的优先权，在此通过引用将其公开内容并入。

技术领域

实施例总地涉及磁致电阻传感器。实施例还涉及齿轮齿、曲柄轴和凸轮轴传感器。实施例此外还涉及速度和传动传感器。此外实施例还涉及引线框架上芯片(Chip-on-Lead-Frame，COLF)构建技术及其封装组件。

背景技术

本领域的技术人员已知有很多不同种类的传感器。有些传感器利用永磁体来探测相对于传感器在某预定探测区中的可磁渗透对象的存在或不存在。与永磁体结合，这种传感器中的一些使用了相对于永磁体即其他元件位于特定位置的霍耳效应元件。传感器利用了相对于永磁体设置在有利位置的磁致电阻元件。这种近程式传感器，例如，无论它们使用的是霍耳效应元件或是磁致电阻元件，都可以将其配置成感测沿大致垂直于永磁体中心轴的方向通过探测区的可磁渗透对象的存在或不存在，或者，可以将其配置成与大致平行于磁体中心轴的路径一起探测可磁渗透对象沿朝向或离开永磁体磁极面的方向移动的距离。

已经实现的磁传感器的一个范例是热稳定近程式传感器，其感测从永磁体侧表面散发的磁通量。在这种构造中，含铁对象传感器探测存在或不存在高磁导率对象，例如在速度为零且刚刚加电时，可旋转固定的含铁轮上的齿或缺口。

因此可以将这种装置用作近程式传感器，并可以用永磁体和磁通量响应传感器来配置这种装置，所述传感器具有感测平面并产生根据磁通密度变化而变化的输出电信号。在这样的配置中，铁体传感器组件不像一些公知常规传感器那样依赖于磁极面的磁性，而是依赖于从相对磁极面之间的磁体外侧面发散的磁通密度的径向分量。由于含铁对象传感器组件不依赖于磁极面的磁性，因此其输出电信号在较宽温度范围上都是相对稳定的。

在另一种磁传感器结构中，可以利用四个连接成桥式电路结构的磁致电阻迹线构造齿轮齿位置和速度传感器。为了简化场电极效应速度和位置传感器，可以在衬底上在矩形角部处放置四个弯曲设置的坡莫合金电阻迹线。可以沿圆周方向将这种组件隔开大约齿轮齿间距一半的距离。电阻可以连接成由恒流源供电的分压器结构或桥式电路的形式，以消除温度变化效应。在优选实施例中，电阻被形成为硅衬底上气相淀积的迹线构成的弯曲形状的薄膜。那么就可以用永磁体来提供偏置磁化。

在上述大致类型的磁传感器中，通常使用磁敏感组件来提供表示特定方向磁场强度的信号。如果与永磁体相关联地使用霍耳效应元件，来自霍耳元件的信号表示沿垂直于霍耳器件感测平面的方向的磁场强度分量。另一方面，如果与永磁体相关联地使用磁致电阻元件，来自磁致电阻元件的信号表示沿磁致电阻元件感测平面内且垂直于最薄尺度的方向的磁场强度。根据传感器的特定应用和性能要求，可以使用霍耳效应元件或磁致电阻器。在描述现有技术的所有文献中，根据传感器的目的应用，有时将这种一般类型的传感器描述为近程式传感器或者描述为齿轮齿传感器。

在大部分近程式传感器中，例如，一些性质是有利的。例如，在与内燃机结合使用的齿轮齿传感器中，有利的特性是无需齿轮运动，能够在启动时提供表明预定探测区中是否存在齿轮齿的信号。这被称为加电识别能力。齿轮齿传感器或近程式传感器的另一个有利特性是其尺寸减小了。这种传感器的尺寸通常受永磁体尺寸以及磁敏感组件和永磁体相对位置的影响。