[发明专利]一种三轴磁通门传感器

说明书

本发明属于设备技术领域，尤其涉及三轴磁通门传感器包括硅立方基座和三个微机电系统单轴磁通门传感器芯片；微机电系统单轴磁通门传感器芯片分别位于所示硅立方基座的共顶点正交三平面上，并通过硅‑玻璃键合技术键合到硅立方基座表面，微机电系统单轴磁通门传感器芯片的磁敏感方向分别是沿正交的三个方向探测磁场的x、y、z三个分量值。通过硅‑玻璃键合技术在硅立方体上键合固定微机电系统单轴磁通门传感器芯片，与传统三轴磁通门传感器使用三维骨架作为支撑粘贴磁芯然后缠绕铜线相比，不仅大大缩短了三轴磁通门传感器的尺寸和制造周期，而且减小了三轴磁通门传感器的轴间正交误差，可实现三轴磁通门传感器的批量生产降低应用成本。

技术领域

本发明属于设备技术领域，尤其涉及一种三轴磁通门传感器。

背景技术

磁通门传感器作为一种传统的弱磁场检测器件，一直有着其独特的优势而无法为其他磁场传感器所取代，近年来更是不断在新的领域发现其应用潜力，例如小型移动设备GPS定位、导弹惯性制导、小卫星方位姿态控制、虚拟现实空间内的动作检测等。近年来，由于各种场的应用逐渐地扩展，对于器件的要求趋向于更薄、更轻、更便宜。相应地，磁通门传感器也试图变得更薄、更轻、更便宜。

传统磁通门传感器使用一个坚固的骨架作为基座，将软磁带状磁芯固定于骨架上，然后在其上缠绕一个通过电流产生磁场的激励线圈，和一个在激励线圈诱发磁场基础上检测外部磁场效应的磁场感应线圈。这使得传统磁通门传感器的尺寸大、重量高、灵敏度低以及长期稳定性差。

MEMS技术的发展为微型化磁通门传感器的研制提供了一条有效可靠的途径。与传统磁通门传感器探头相比较，MEMS磁通门传感器探头结构紧凑，体积、质量小，安装调试简单，不怕震动撞击，受环境温度变化影响小。采用MEMS技术研制微型磁通门传感器成为国内外研究开发的热点，只是当前还没有足够成熟的应用实例。

发明内容

为了解决或者改善上述问题，本发明提供了一种三轴磁通门传感器，具体技术方案如下：

本发明提供一种三轴磁通门传感器，包括硅立方基座和三个微机电系统单轴磁通门传感器芯片；三个所述微机电系统单轴磁通门传感器芯片分别位于所示硅立方基座的共顶点正交的三个平面上，并通过硅-玻璃键合技术键合到所述硅立方基座表面并精确定位固定，三个所述微机电系统单轴磁通门传感器芯片的磁敏感方向分别是沿正交的三个方向探测磁场的x、y、z三个分量值。

优选的，所述微机电系统单轴磁通门传感器芯片包含玻璃衬底、激励线圈、检测线圈、磁芯、电极和聚酰亚胺薄膜。

优选的，所述玻璃衬底用于键合到所述硅立方基座的表面。

优选的，所述硅立方基座的长宽高的尺寸均为1厘米。

优选的，所述微机电系统单轴磁通门传感器芯片尺寸为长度1厘米，宽度0.5厘米，厚度1.2毫米。

优选的，所述玻璃衬底厚度为1毫米。

优选的，键合过程中依靠所述微机电系统单轴磁通门传感器芯片和所述硅立方基座二者对应的键合定位对准符号进行精确定位。

优选的，所述键合定位对准符号采用微电铸工艺制备。

优选的，所述键合定位对准符号材料为电铸铜。

优选的，所述硅立方基座表面的键合定位对准符号采用数控精密机械加工制备。

本发明的有益效果为：通过硅-玻璃键合技术在硅立方体上键合固定三个微机电系统单轴磁通门传感器芯片构建三轴磁通门传感器，与传统三轴磁通门传感器使用三维骨架作为支撑粘贴磁芯然后缠绕铜线的制造方式相比，不仅大大缩短了三轴磁通门传感器的尺寸和制造周期，而且减小了三轴磁通门传感器的轴间正交误差，可实现三轴磁通门传感器的批量生产降低应用成本。

附图说明