一種印制電路板正交磁通門傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種磁通門傳感器，特別是涉及一種印制電路板正交磁通門傳感器?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]磁通門傳感器(以下簡稱為磁通門)是一種綜合性能很好的弱磁測量傳感器，具有分辨率高、溫度穩(wěn)定性好和剩磁誤差小的特點(diǎn)，其中正交磁通門結(jié)構(gòu)簡單，線性測量范圍大，但存在靈敏度低、制造成本高的問題。
[0003]文獻(xiàn)“國際公布號是W02007010378的專利”公開了一種集成的正交磁通門磁場傳感器。鐵芯材料采用覆層的形式圍繞勵(lì)磁桿，激勵(lì)線、鐵芯和感應(yīng)線圈以沉積和圖案化形成的多層的方式堆積于襯底上。感應(yīng)線圈采用至少兩層平面螺線結(jié)構(gòu)，位于鐵芯覆層的縱向末端附近。通過改變激勵(lì)線和鐵芯覆層結(jié)構(gòu)的長度調(diào)節(jié)磁通門的線性測量范圍，通過增加感應(yīng)線圈的層數(shù)來提高磁通門的靈敏度，通過采用集成電路電路層堆積工藝降低制造成本。
[0004]然而，文獻(xiàn)所述的正交磁通門使用改變結(jié)構(gòu)長度的方式增大測量范圍，會引起磁通門靈敏度的下降；平面螺線結(jié)構(gòu)的感應(yīng)線圈效率不高；通過增加感應(yīng)線圈層數(shù)來提高靈敏度的方法增加了制作復(fù)雜度和制造成本；使用集成電路電路層堆積工藝制作的鐵芯截面積小，不利于傳感器靈敏度的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種易于制造、高靈敏度的正交磁通門。本發(fā)明所公開的正交磁通門鐵芯使用軟磁帶材加工，呈由多條直線段首尾相連組成的S形結(jié)構(gòu)；鐵芯本身作為激勵(lì)線；骨架使用印制電路板(以下簡稱PCB)制作，用于固定鐵芯、纏繞感應(yīng)線圈；感應(yīng)線圈呈三維螺線管結(jié)構(gòu)垂直鐵芯直線段纏繞在骨架外部；鐵芯和感應(yīng)線圈均由設(shè)置在骨架相應(yīng)位置的引線焊盤引出。
[0006]本發(fā)明所公開的正交磁通門采用軟磁帶材鐵芯材料，性能優(yōu)，加工容易；S形鐵芯結(jié)構(gòu)可以方便調(diào)整鐵芯直線段的數(shù)量和長度，從而調(diào)整傳感器的線性測量范圍和靈敏度，同時(shí)有利于傳感器的小型化；三維螺線管結(jié)構(gòu)的感應(yīng)線圈直接纏繞在鐵芯直線段對應(yīng)的骨架外部，繞線更加方便；采用PCB加工骨架和焊盤，易于焊接，且成本低。與現(xiàn)有技術(shù)中的正交磁通門相比較，鐵芯和骨架的加工、感應(yīng)線圈的繞制、引線焊盤的連接更加方便，制作工藝相對簡單，成本低，同時(shí)傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)方便，有利于靈敏度的提高。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明包含鐵芯1、上層骨架2、下層骨架3、感應(yīng)線圈4、鐵芯引線焊盤5和感應(yīng)線圈引線焊盤6。鐵芯I采用S形結(jié)構(gòu)的軟磁帶材，作為中間層，由上層骨架2和下層骨架3包圍；上層骨架2和下層骨架3用PCB加工制作，作為整體骨架為整個(gè)結(jié)構(gòu)提供支撐；感應(yīng)線圈4使用三維螺線管結(jié)構(gòu)直接纏繞在上下層骨架外部；鐵芯I和感應(yīng)線圈4分別連接至骨架上的鐵芯引線焊盤5和感應(yīng)線圈引線焊盤6。
[0009]所述鐵芯I采用由多條直線段首尾相連組成的S形結(jié)構(gòu)，其中直線段部分截面積尺寸一致；同時(shí)作為激勵(lì)線，兩端作為引線接口，用于連接外部電路。
[0010]所述鐵芯I的直線段條數(shù)和尺寸可根據(jù)研宄時(shí)不同的外部參數(shù)要求進(jìn)行調(diào)整。
[0011]本發(fā)明有益的效果是:軟磁帶材鐵芯、PCB骨架的加工工藝簡單，成本低；骨架的裝配，感應(yīng)線圈的繞制，引線焊盤的焊接較為方便，易于實(shí)現(xiàn)；鐵芯S形結(jié)構(gòu)的直線段長度和截面積、感應(yīng)線圈的匝數(shù)調(diào)節(jié)更加方便，有利于靈敏度的提高。
【附圖說明】
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[0012]圖1為本發(fā)明印制電路板正交磁通門傳感器實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1A-A’剖面示意圖。
[0014]圖3為圖1B-B’剖面示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明印制電路板正交磁通門傳感器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5為圖4A-A’尚]面不意圖。
[0017]圖6為圖4B-B’ 面不意圖。
[0018]圖中:1-鐵芯，2-上層骨架，3-下層骨架，4-感應(yīng)線圈，5-鐵芯引線焊盤，6-感應(yīng)線圈引線焊盤。
【具體實(shí)施方式】
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[0019]實(shí)施例1:參照圖1-3，高靈敏度正交磁通門傳感器。使用鈷基非晶軟磁帶材加工鐵芯I ;用玻璃纖維環(huán)氧樹脂(FR-4等級材料)PCB制作上層骨架2和下層骨架3，骨架包含引線焊盤，緊緊包覆鐵芯I ;用圓形聚酯漆包銅線(以下簡稱漆包線)作為感應(yīng)線圈4，直接纏繞在鐵芯直線段對應(yīng)的骨架外部；鐵芯I和感應(yīng)線圈4兩端分別焊接至骨架的相應(yīng)焊盤。
[0020]具體制作過程如下:
[0021]I)加工鐵芯I。采用厚度為25 ym的鈷基非晶軟磁帶材，長度為14mm，寬度為7.5mm，鐵芯引線接口寬度為2mm，S形結(jié)構(gòu)直線段部分的寬度為0.5mm，首尾連接部分的寬度為Imm0
[0022]2)加工上層骨架2和下層骨架3。上下層PCB厚度均為0.6mm，長寬均為17.5mm，骨架呈“工”字形結(jié)構(gòu)，其中間寬度略大于鐵芯I的寬度，在四個(gè)角的位置制作過孔式焊盤。在下層PCB對應(yīng)鐵芯部分加工鐵芯凹槽，凹槽尺寸相對鐵芯I留一定余量以方便鐵芯I安裝。
[0023]3)固定鐵芯I。將鐵芯I用膠水固定在下層骨架3的凹槽中，并將上層骨架2和下層骨架3粘好。
[0024]4)焊接引線焊盤。用四個(gè)插針從上層骨架2的正面分別插入鐵芯引線焊盤5和感應(yīng)線圈引線焊盤6中，在下層骨架3的正面焊接牢固。
[0025]5)繞制感應(yīng)線圈4。選擇直徑為0.12mm的漆包線，去掉頭部漆皮，焊接在上層骨架2左邊的感應(yīng)線圈引線焊盤6上。按圖示方向繞線，共1000匝。繞線時(shí)，盡量排繞使其平整，繞完后，去掉尾部漆皮，焊接在上層骨架2的另一個(gè)感應(yīng)線圈引線焊盤6上。
[0026]實(shí)施例2:參照圖4-6，大測量范圍正交磁通門傳感器。使用鈷基非晶軟磁帶材加工鐵芯I ;用PCB制作上層骨架2和下層骨架3，骨架包含引線焊盤，緊緊包覆鐵芯I ;用漆包線作為感應(yīng)線圈4，直接纏繞在鐵芯直線段對應(yīng)的骨架外部；鐵芯I和感應(yīng)線圈4分別連接在骨架的相應(yīng)焊盤上。
[0027]具體制作過程參考實(shí)施例1，其中鐵芯S形結(jié)構(gòu)直線段部分的寬度為1.5_，感應(yīng)線圈繞線匝數(shù)為2000匝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種印制電路板正交磁通門傳感器，其特征在于包含鐵芯(I)、上層骨架(2)、下層骨架(3)、感應(yīng)線圈(4)、鐵芯引線焊盤(5)和感應(yīng)線圈引線焊盤(6);鐵芯⑴采用S形結(jié)構(gòu)的軟磁帶材，作為中間層，由上層骨架(2)和下層骨架(3)包圍；上層骨架(2)和下層骨架(3)用PCB加工制作，作為整體骨架為整個(gè)結(jié)構(gòu)提供支撐；感應(yīng)線圈(4)使用三維螺線管結(jié)構(gòu)直接纏繞在上下層骨架外部；鐵芯(I)和感應(yīng)線圈(4)分別連接至骨架上的鐵芯引線焊盤(5)和感應(yīng)線圈引線焊盤(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印制電路板正交磁通門傳感器，其特征在于:鐵芯⑴采用由多條直線段首尾相連組成的S形結(jié)構(gòu)，其中直線段部分截面積尺寸一致；同時(shí)作為激勵(lì)線，兩端作為引線接口，用于連接外部電路。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種印制電路板正交磁通門傳感器，采用S形軟磁材料鐵芯，鐵芯兩端通電用于產(chǎn)生激勵(lì)磁場，用印制電路板制作骨架，感應(yīng)線圈直接纏繞在骨架外部，鐵芯和感應(yīng)線圈通過相應(yīng)焊盤引出。該正交磁通門傳感器的S形鐵芯結(jié)構(gòu)可以方便調(diào)整鐵芯直線段的數(shù)量和長度，從而調(diào)整傳感器的測量范圍和靈敏度；以鐵芯作為激勵(lì)線，簡化了傳感器結(jié)構(gòu)和制作工藝；印制電路板骨架易于加工，成本低；感應(yīng)線圈在骨架外部繞制，繞線方便，可通過增加繞制匝數(shù)提高傳感器的靈敏度，降低傳感器的噪聲。
【IPC分類】G01R33-04
【公開號】CN104808157
【申請?zhí)枴緾N201510182640
【發(fā)明人】劉詩斌, 馮文光, 呂輝
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月11日