具有布置在磁体上的元件的磁力传感装置

摘要

一种磁力传感装置，通过检测磁场的变化来检测例如磁性材料制成的转子的转动速度。磁力传感装置由磁体(13)、包括传感芯片(11)和用来在电子元件间导电的导线(16)在内的电子元件组成。导线(16)形成于磁体(13)的表面，并且电子元件被直接设置于导线上并与导线电连接。作为选择，电子元件也可以布置在磁体(13)上并与导线之间通过连接线(20)电连接。在这种方式中，用来布置电子元件的簧片结构或者印刷电路板就不再需要，因此降低了磁力传感装置所使用的部件数目。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁力传感装置，例如包含一个磁阻元件来检测磁体运动的磁力传感器。

背景技术

JP-A-9-196701中公开了一种磁力传感器的示例。附图9和图10图示了这种磁力传感器的相关部分。磁力传感器包含一个传感芯片31，它包含一个由磁阻元件MRE1、MRE2组成的第一MRE对1和一个由磁阻元件MRE3、MRE4组成的第二MRE对2。传感芯片31被安装在朝着转子RT的位置，转子RT上有磁性材料制成的齿。传感芯片31和用于放大传感芯片31输出的信号和/或将信号转变为二进制信号的电路芯片32被设置在簧片结构33上并和成型树脂34塑造在一起，形成一个模制单元。电源终端T1、输出终端T2和地线终端T3从模制单元中引出。

磁力传感器同时包括一个偏置的磁体35，其上有一个沿纵向延伸的凹槽35a。包括传感芯片31和电路芯片32的模制单元被设置在凹槽35a的底部表面并用粘结剂粘连。这样，传感芯片31上的磁阻元件就被布置在偏置磁场中。

由于转子RT的旋转，布置有磁阻元件MRE1-MRE4的磁场就发生了改变。这些元件的磁阻将随着磁场的改变而改变。通过检测磁阻元件磁阻的变化便可以得到转子RT的旋转速度。MRE1-MRE4形成一个电桥，电桥输出信号由电路芯片32进行处理并从输出终端T2输出。

像传感芯片31和电路芯片32这样的磁力传感器组件被布置在簧片结构33上并且塑造在一起，形成一个模制单元。然后模制单元被安装在磁体35上。或者将组件和印刷电路板连接起来，然后将电路板布置在磁体35上。在这种传统结构中，用来在其上设置组件的簧片结构或者电路板是必须的，这就导致了生产成本的增加。

发明内容

本发明是考虑到上述问题而产生的，并且本发明的目的是提供一种改进的磁力传感装置，其中用在这种磁力传感装置中的元件数目相应减少，同时提供了一种结构以方便地布置这些元件。

磁力传感装置用来检测由于运动的磁性元件造成的磁场变化。例如，在靠近磁性转子的地方布置一个磁力传感装置，来检测磁性转子的转动速度。磁力传感装置包括一个用来产生偏置磁场的磁体、布置于磁体上的电子元件和形成于磁体上并用来连接电子元件的导线。

导线通过印刷或类似方式形成于磁体表面。电子元件包括传感芯片和用来处理传感芯片输出信号的电路芯片，这些电子元件被设置在磁体表面并与磁体表面形成的导线电连接。传感芯片包含一个由用来检测磁场变化的磁阻形成的电桥。电子元件可以直接设置于导线上并与导线直接相连。或者，电子元件可以设置于磁体上并通过连接线与导线电连接。

一个朝着要检测转速的磁性转子方向延伸的凹槽可以在磁体上形成。在这种方式中，导线在凹槽底部表面形成，并且电子元件被设置于底部表面并与导线电连接。当把电子元件布置在凹槽中并与导线相连后，这些元件与导线一起通过成型树脂被模制成型。

优选的是，使用塑性磁体来产生偏置磁场。在这种方式中，部分导线可以在塑性磁体成型过程中嵌于塑性磁体内。磁体可以成形为其内部具有中空空间。在这种方式中，导线在中空空间内壁上形成，并且电子元件布置在内壁上并与内壁上形成的导线电连接。

通过本发明，用来布置电子元件的簧片结构或者印刷电路板不再需要，这样就减少了构成磁力传感装置所需要的组件数目。更进一步，电子元件可以很容易地布置于导线上并与磁体表面形成的电连接。参照附图，对下面描述的本发明实施方式会有更好的理解，本发明的其他目的和特征就变的显而易见了。

附图说明

图1是显示根据本发明磁力传感装置的俯视图；

图2是磁力传感装置从图1中沿线II-II截取的剖视图。

图3是磁力传感装置从图1中沿线III-III截取的剖视图。

图4显示了与图2相对应的磁力传感装置修改结构的剖视图。

图5显示了与图2相对应的磁力传感装置修改结构的剖视图。

图6显示了与图3相对应的磁力传感装置修改结构的剖视图。

图7A是磁体修改结构的俯视图，导线在其上形成。

图7B是显示磁体沿图7A中VIIB-VIIB线截取的剖视图。

图8A是显示包含嵌入导线的磁体修改结构的俯视图。

图8B是磁体沿图8A中VIIIB-VIIIB线截取的剖视图。

图9是显示传统磁力传感装置的俯视图，这种装置用来检测由磁性材料制成的转子转速。

图10是磁力传感器从图9中沿线X-X截取的剖视图。

具体实施方式

本发明的优选实施例将参考图1-3进行描述。图1中所示的磁力传感器可被用作例如检测旋转磁体旋转速度的传感器。磁力传感器被布置成面对旋转物体。如图1所示，磁力传感器包括一个传感芯片11，一个电路芯片12，一个电容C，一个偏置磁体13和其它相关组件。这些组件全部被包含在外部壳体14中。

传感芯片11包括两对磁阻元件，第一对由磁阻MRE1、MRE2组成，第二对由MRE3和MRE4组成。电路芯片12将传感芯片11输出的信号放大和/或将信号转换为二进制信号。电容C降低了噪声信号对传感芯片11和电路芯片12的影响。偏置磁体13为传感芯片11提供了一个偏置磁场。偏置磁体13具有一个U型的横截面和凹槽15，并且凹槽15形成的U形朝着磁性转子的方向延伸，转子的旋转速度要通过传感装置进行检测。偏置磁体13的N极在靠近磁性转子的一端，S极在远离磁性转子的一端。在这种特定的实施例中，偏置磁体13是可塑磁体，虽然也可以使用其它类型的磁体。

如图1-3所示，由多条金属丝组成的导线16在凹槽15底部表面15a上面形成并随之延伸，凹槽15在偏置磁体13上形成。传感芯片11，电路芯片12和其它组件通过导线16实现电连通。导线16通过印刷、蒸汽沉淀、电镀、喷墨或类似方法制成。电源终端T1，输出终端T2和接地终端T3布置在外壳14上并通过焊线18与导线16连通。

如图2所示，传感芯片11和电路芯片12被直接布置在导线16上并相互电连通。电容C与导线16之间通过可导电的粘结剂连接。传感芯片11，电路芯片12和电容C与导线16之间都通过成型树脂粘结。如图3所示，传感芯片11的电极D与导线11之间直接通过焊料突起B连接。电路芯片12与导线16通过类似的方式实现导通。换句话说，这些组件中裸露的芯片与凹槽15底部表面15a上形成的导线16直接相连。

上面描述的磁力传感装置被安置成面对磁性材料制成的转子，并且检测形成在传感芯片11中的磁场的变化，该磁场在偏置磁体13和磁性转子磁场的作用下产生。通过检测磁场的变化，可以检测出磁阻元件MRE1-MRE4中磁阻的变化。这样便可以检测转子的转速。传感芯片11的输出信号经过电路芯片12处理后，从输出终端T2输出。

上面介绍的本发明实施方式的优点将在下面概括。包括传感芯片11和电路芯片12在内的组件被直接布置在凹槽15底部表面15a内形成的导线16上并与导线16电连通。因此，传统磁力传感器中用于设置组件所必需的簧片结构或者印刷电路板不再需要。另外，由于直接在偏置磁体13上布置传感芯片11，电路芯片11和偏置磁体13之间的距离被缩短。磁力传感器的敏感度得到提高。

导线16直接形成于偏置磁体13的凹槽15的底部表面15a上。因此，导线16可以通过印刷、蒸汽沉淀、电镀或类似的方法来制造，并且组件也能够很容易地与导线16相连。偏置磁体13具有一个形成了凹槽15的U型横截面。这样，传感装置的组件能够被适当地容纳于凹槽15内，并且成型树脂17也能够被很好地保持在凹槽15内。更进一步，由于偏置磁体13是由塑性磁体形成的，因此上面的导线16能够保证与磁体绝缘。

本发明并不仅限于上述的实施方式，还可以进行各种各样的修改。下面所介绍的便是如何修改上述实施方式的一些示例。如图4所示，导线19的一部分可以嵌于塑性磁体13内。导线19可以随塑性磁体13一起使用嵌入成型的方式制成。部分导线暴露于凹槽15的底部表面15a，包括传感芯片11和电路芯片12在内的组件被安装在这部分导线上并与导线相连。

如图5所示，导线16可以延伸到包括传感芯片11和电路芯片12在内的组件附近，并且这些组件可以通过连接线20间接地连接起来。在这种方式中，同样不需要簧片结构或者印刷电路板来布置组件。

偏置磁体13可以通过内部中空的圆柱体或者棒状物体来形成。例如，如图6所示，内部有一个空腔23的偏置磁体可以通过一个U型部分21和一个靠近U型部分21开口的扁平板22来形成。U型部分21包括一个凹槽21a，与上述实施方式中的凹槽15相似。包括传感芯片11和电路芯片12在内的磁力传感器模制组件被容纳在凹槽21a内，并且凹槽21a的开口处被扁平板22封闭。

除了磁力传感器外，本发明还可以应用于其它磁力装置，并且磁体的形状可以做多种修改。例如如图7A和7B所示，可以使用一个表面布有导线25的盒状磁体24。或者如图8A和8B所示，导线27的一部分可以嵌于磁体26内部，导线27的剩余部分可以布于磁体26的表面。从导线27嵌入部分中引出的一部分可以作为一个终端。磁力装置的组件直接布置于导线27在表面的部分上。

在上述这种实施方式中，传感芯片11和电路芯片12以裸露芯片的形式被直接布置在磁体13上形成的导线16上面。以封装芯片的形式将这些组件布置在导线16上也是可能的。以倒装晶片结构布置这些组件也是可能的。磁体不局限于塑性磁体。只要有足够长的绝缘表面以形成导线，其它类型的磁体就可以使用。

虽然关于上述的具体实施方式，已经对本发明进行了展示和描述，但是，对于那些本领域普通技术人员来说，显然可以对形式和细节作修改，只要不脱离所附权利要求书中所限定的发明范畴。