[发明专利]定子封装件，转子封装件和感应式角度传感器

说明书

在此公开了定子封装件，转子封装件和感应式角度传感器。本公开尤其涉及一种用于应用在感应式角度传感器(1000)中的定子封装件(10)，其中该定子封装件(10)具有基板(20)，在该基板上布置有至少两个布置在不同平面中的金属化层(11、12)。定子封装件(10)还具有带有集成电路的半导体芯片(21)，其中电绝缘灌注料(23)包围包括半导体芯片(21)和接收线圈装置(30)的基板(20)。接收线圈装置(30)具有以薄膜技术在两个金属化层(11、12)中实现的至少两个导电的接收线圈(31、32)。

技术领域

本发明涉及以一种用于感应式角度传感器的定子封装件和所属的用于感应式角度传感器的转子封装件。本发明还涉及一种具有这种转子封装件和这种定子封装件的感应式角度传感器，以及用于制造该封装件和感应式角度传感器的相应方法。

背景技术

位置传感器用于确定两个彼此相对旋转的部件(例如转子和定子)之间的位置。这样的角度传感器例如用于确定转向角或用于确定马达轴等的位置。

对于确定两个部件之间的角度，存在不同的方法和装置。本文描述的概念涉及感应示角度测量技术领域中的传感器。

在使用感应式测量原理的传感器中，励磁线圈布置在第一传感器部件上，例如在定子上。励磁线圈利用交流电流被激励，并且然后产生相应的感应场或磁场。第二传感器部件(例如转子)可相对于第一传感器部件旋转。在第二传感器部件上设置有所谓的感应靶标。该感应靶标接收由励磁线圈产生的感应场或磁场。感应靶标是导电的，从而响应于接收到的感应场或磁场在感应靶标中形成感应电流。该感应的感应电流又在靶标中引起相应的感应场或磁场。第一传感器部件(例如定子)具有接收线圈，该接收线圈接收由靶标产生的感应场或磁场，并且响应于此产生感应信号，例如相应的感应电流或感应电压。该感应信号的信号强度主要取决于两个传感器部件相对于彼此的位置，并因此根据两个传感器部件之间相对于彼此的位置而变化。因此，基于对在接收线圈中感应的感应信号的信号强度的评估，可以确定两个传感器部件相对于彼此的位置。

因此，该感应式传感器原理不同于传统的磁场传感器，后者测量磁场的、特别是永磁场的磁场强度。磁场强度根据两个传感器部件相对于彼此的位置而变化。另一个区别例如在于材料的选择。对于磁场传感器使用铁磁材料，但是对于感应式传感器也能使用具有导电性的非铁磁材料(例如铝)。

磁场传感器的制造尺寸非常小。然而，磁场传感器容易受到外部干扰的影响，外部干扰尤其可能由于铁磁材料的存在而引起。因此，在具有许多磁性组件的环境中，磁场传感器的可靠性可能会部分地发生很大变化。

相反，感应式角度和/或位置传感器对铁磁材料不敏感。与上述磁场传感器的应用领域相比，感应式传感器的应用领域因此得到了显著扩展。另外，感应式传感器基本上不受诸如灰尘、污垢或液体之类的外部影响。

取决于：感应式传感器的灵敏度应如何、或感应式传感器的期望测量距离有多大，在相应线圈中感应出部分高电流。为了确保感应式传感器具有理想的高灵敏度，在此损耗和寄生电感应保持尽可能低。因此，应针对部分高电流来设计相应线圈的绕组尺寸。因此，线圈通常以结构化的印制导线的形式生成在印刷电路板上，即所谓的PCB(PCB：PrintedCircuit Board)上。在PCB上，与结构化的印制导线线圈横向相邻地附加布置有芯片封装件，该芯片封装件具有用于操作PCB上的感应式传感器的相应电路。根据需要，感应式传感器应尽可能小。但是，在PCB上结构化的印制导线线圈及与其相邻定位的芯片壳体都需要一定的最小安装面积。另外，在PCB上最小可实现的印制导线厚度也是传感器小型化程度的一个附加限制因素。