[实用新型]一种含有镍铁线的微型无线圈磁通门传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及微型传感器领域，尤其涉及一种含有镍铁线的微型无线圈磁通门传感器。

背景技术

磁通门传感器是一种具有非常优良综合性能的矢量磁场测量器件。无线圈磁通门采用Cu导线上电镀磁层的线-芯结构，没有激励线圈和感应线圈。无线圈磁通门是基于铁磁性磁通门铁芯的螺旋各向异性原理，如何使电镀的铁芯具有螺旋各向异性是线-芯结构无线圈磁通门能否工作的关键。

文献1“Fluxgateeffectintwistedmagneticwire.JournalofMagnetismandMagneticMaterials，2008，320：e974e978”公开了一种应力感生螺旋各向异性无线圈磁通门。对电镀的双金属线，里层是铜导线，通激励电流；外层是电镀NiFe层。机械扭转装置反向旋转所产生的扭矩施加到双金属线上，使NiFe层因机械扭转产生螺旋各向异性。文献2“MagneticMicrowiresWithField-InducedHelicalAnisotropyforCoil-LessFluxgate.IEEETransactionsonMagnetic，2010，43(7)：2562-2565”公开了一种磁场感生螺旋各向异性无线圈磁通门。在电镀的过程中，利用赫姆霍兹线圈产生的长轴磁场和流过Cu导线的直流电流产生的圆周磁场的叠加来产生螺旋场，使电镀NiFe层产生螺旋各向异性。

然而，文献1施加到NiFe层的扭矩并非一个常量，因为NiFe层内温度的变化会改变由扭矩所产生的NiFe层内的结构，从而导致灵敏度和输出电压的改变，即此种方法对无线圈磁通门的输出稳定性影响大。而且文献1和文献2中NiFe层螺旋各向异性旋转角度不易控制与调整。

实用新型内容

为了克服现有技术对螺旋各向异性旋转角度控制与调整的不足的问题。

本实用新型的技术解决方案如下：

本实用新型提供一种含有镍铁线的微型无线圈磁通门传感器，包括NiFe线、NiFe线引线焊盘、Cu导线15和Cu导线引线焊盘16；所述NiFe线由上层NiFe线12和下层NiFe线13两部分构成；所述上层NiFe线12和下层NiFe13线采用电镀Ni81Fe19合金，宽度均为50μm，厚度均为1μm；所述NiFe线引线焊盘包括上层NiFe线引线焊盘121和下层NiFe线引线焊盘131；上层NiFe线12和下层NiFe线13分别位于Cu导线15的上面或下面；上层NiFe线12和下层NiFe线13为不同的排布方向；上层NiFe线12和下层NiFe线13在首尾处依次交替相连；上层NiFe线12由上层NiFe线引线焊盘121引出；下层NiFe线13由下层NiFe线引线焊盘131引出；上层NiFe线12与下层NiFe线13将Cu导线15包围在中间，Cu导线15由两端的Cu导线引线焊盘16引出。

优选的，NiFe线(即上层NiFe线12和下层NiFe线13)与Cu导线15之间没有绝缘层和保护层。

NiFe线与Cu导线15之间没有绝缘层和保护层，可以使传感器的信号性能更强。

优选的，上层NiFe线12为逆时针方向旋转；下层NiFe线13为顺时针方向旋转，它们具有相同的旋转角度。

这样做的好处是上层和下层NiFe线由形状感生螺旋各向异性，NiFe层内的结构受温度影响小。

进一步优选的，上层NiFe线沿逆时针旋转角度为15°、30°、45°或60°四种方式；下层NiFe线沿顺时针旋转角度为-15°、-30°、-45°或-60°四种方式。

所述上层NiFe线沿逆时针旋转角度为15°、30°、45°或60°四种方式时分别对应的上层NiFe线长度为580μm、302μm、221μm或260μm；所述四种旋转角度分别对应的上层NiFe线间距为760μm、373μm、240μm或173μm；所述四种旋转角度分别对应的上层NiFe线匝数为7匝、13匝、21匝或29匝。

所述下层NiFe线沿顺时针旋转角度为-15°、-30°、-45°或-60°四种方式时分别对应的下层NiFe线长度为580μm、302μm、221μm或260μm；所述四种旋转角度分别对应的下层NiFe线间距为760μm、373μm、240μm或173μm；所述四种旋转角度分别对应的下层NiFe线匝数为7匝、13匝、21匝或29匝。

进一步优选的，含有镍铁线的微型无线圈磁通门传感器位于衬底11上，衬底11是带有SiO2绝缘层的Si衬底。