CN100480722C - 带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造它的方法 - Google Patents

Abstract

一种根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板被公开，其包括具有在其两个面上所形成的第一激励电路和第一检测电路的基片。第一叠层被设置在基片的两个面上，并且使具有预定形状的软磁芯形成在其上面。第二叠层被设置在第一叠层上，并且具有通过通孔被分别连接到第一激励电路和第一检测电路的第二激励电路和第二检测电路，这样第一和第二激励电路以及第一和第二检测电路被缠绕在其上所形成的软磁芯周围。软磁芯每个均包括磁芯和在磁芯两面上所形成的非磁金属层。

Description

带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造它的方法

技术领域

本发明总体涉及带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造它的方法以及，更具体地，涉及这样的带有弱磁场传感器的印刷电路板，其中软磁芯、激励电路以及检测电路在印刷电路板的上面和下面相互成直角设置以便感测具有和地磁场类似强度的弱磁场，以及涉及制造它的方法。

发明背景

与移动电话和移动终端的流行相联系的各种附加信息服务的最近扩展趋势致使采用位置信息服务作为基本功能，并且对更详细和方便的服务的需求在增长。

需要能够精确感测用户位置的传感器来检查位置信息，而如图1所示被用作提供位置信息的单元的弱磁场传感器，感测地磁场以便检测用户的位置。

图1示意性地示例了一个传统的弱磁场传感器，图2a是从第一磁芯所产生的磁场的时序图，图2b是从第二磁芯所产生的磁场的时序图，图2c是在第一磁芯处的磁通密度的时序图，图2d是在第二磁芯处的磁通密度的时序图，而图2e和图2f分别是被感应到检测线圈的第一和第二感应电压(Vind1，Vind2)，以及所述第一和第二感应电压的总和(Vind1+Vind2)的时序图。

如图1所示，传统的弱磁场传感器包括具有大的棒形状的第一和第二磁芯1a，1b；激励线圈2a，2b，其以规则的间隔在预定的方向上被缠绕在所述第一和第二磁芯1a，1b周围，以便于被缠绕的激励线圈2a，2b形成数字8的图案来激励磁场；以及检测线圈3a，3b，其以规则的间隔在预定的方向上被缠绕在所述第一和第二磁芯1a，1b周围，以检测产生自第一和第二磁芯1a，1b的磁场。

参考其中示例传统弱磁场传感器操作的图2a到2f，由交流的激励电流所引起的第一磁芯1a的内部磁场(H1)由‘Hext(外部磁场)+Hexc(由激励线圈所引起的磁场)’表示，而第二磁芯1b的内部磁场(H2)由‘Hext—Hexc’表示。

另外，第一磁芯1a的磁通密度(B1)由‘Bext(外部磁场的磁通密度)+Bexc(激励线圈的磁通密度)’表示，而第二磁芯1b的磁通密度(B2)由‘Bext—Bexc’表示。

换句话说，第一和第二磁芯1a，1b的内部磁场(H1，H2)被产生在彼此相反的方向，从而磁通密度(B1，B2)也是相反的。

这时，从第一和第二磁芯1a，1b所产生且由检测线圈3a，3b所检测的第一和第二感应电压(Vind1，Vind2)被示于图2e。

由于检测线圈3a，3b的缠绕是这样进行的，即从第一和第二磁芯1a，1b所产生的磁通的变化被相加，通过第一和第二感应电压(Vind1，Vind2)相互抵消，由检测线圈3a，3b所检测的电压得到测量，如图2f所示。

就是说，由激励线圈所引起的磁场(Hexc)以互反的方向被从轴向施加到第一和第二磁芯1a，1b上以抵消成0，而外部磁场(Hext)以相同的方向被施加到第一和第二磁芯1a，1b上，因此外部磁场的抵消被避免。

因此，通过测量第一和第二感应电压(Vind1+Vind2)总的振幅，可获得外部磁场(Hext)的振幅。

然而，传统弱磁场传感器的问题在于，当激励线圈2a，2b和检测线圈3a，3b被缠绕在磁芯1a，1b周围时，保持位置精度是困难的，并且在于，因为该线圈对用于检测的温度、光和表面材料敏感，所以特征值的精度差。

另外，传统的弱磁场传感器的缺点在于：由于激励线圈2a，2b和检测线圈3a，3b直接地被缠绕在磁芯1a，1b周围，所以所述线圈被频繁地突然折断(snapped)。

传统弱磁场传感器的另一缺点是，由于它的尺寸和功率消耗大，所以它不能遵循电子产品的小型化和功率降低的趋势。

为了避免传统弱磁场传感器的所述缺点，美国专利号5,936,403和6,270,686公开了弱磁场传感器。在这些专利中，通过堆叠非晶板而形成非晶芯，每个非晶板具有圆形导体的图案，处在环氧基底板(epoxybase board)的相反面上，其具有在其上蚀刻的特定图案以及垂直导电性能力，以及分别具有线圈X和线圈Y的环氧基底被堆叠在非晶芯的顶部和底部表面上。

然而，美国专利号5,936,403和6,270,686的问题在于，由于环氧基板被蚀刻成具有圆形导体的图案，所以所述堆叠以这样的方式进行：被蚀刻的部分在位置上彼此对应以产生非晶芯，并且其上具有线圈X和Y的所述环氧基底板被堆叠在所述非晶芯的上面和下面，所述弱磁场传感器的制造工艺复杂并且它的生产成本得到增加，因为所述传感器具有许多层。

另外，美国专利号5,936,403和6,270,686的缺点在于，由于在所述圆形非晶芯的内部，线圈的着落区(land)被群集在一起，所以线圈绕组的数目受到限制，因此，由于每单位长度上线圈密度低，故降低了检测弱磁场的灵敏度，从而与电子产品小型化的趋势相反。

为避免上述缺点，由本发明申请入于2002年7月30日提交的韩国专利公开公布号2004—11287，建议了一种具有其上集成有双轴磁场检测元件的印刷电路板。所述印刷电路板包括：第一软磁芯，其具有在第一轴方向延伸的两个棒或者矩形环的形状；第一激励线圈，其被缠绕在所述第一软磁芯周围，从而导致金属膜的形成；第一检测线圈，其以如此方式被缠绕在所述第一软磁芯周围以使所述第一检测线圈和第一激励线圈被交替地放置在相同的平面上，从而导致金属膜的形成；第二软磁芯，其具有在与所述第一软磁芯成直角的第二轴方向延伸的两个棒或者矩形环的形状；第二激励线圈，其被缠绕在所述第二软磁芯周围，从而导致金属膜的形成；以及第二检测线圈，其以如此方式被缠绕在所述第一软磁芯周围以使所述第二检测线圈和第二激励线圈被交替地放置在相同的平面上，从而导致金属膜的形成。

然而，韩国专利公开公布号2004—11287的缺点在于，在完成包括其上集成有双轴磁场检测元件的印刷电路板的制造之后，软磁芯和绝缘层(例如，环氧树脂层)之间的界面处于好的状态，但是，在所述印刷电路板被测试以估算其寿命以后，在所述软磁芯和绝缘层之间的界面处发生层离。

另外，韩国专利公开公布号2004—11287的问题在于，由于在用于形成软磁芯和电路图案的平板印刷过程期间在已显影的干膜和软磁芯表面之间的界面处发生脱膜，所以在蚀刻工艺期间，蚀刻溶液渗透到干膜和软磁芯表面之间，从而，在软磁芯和电路图案(即铜箔)之间存在蚀刻偏差。

发明内容

因此，本发明已经考虑了现有技术存在的上述缺点而得以发明，且本发明的目的是提供一种印刷电路板，其带有弱磁场传感器，用于精确感测弱磁场如地磁场，以及提供其制造方法。

本发明的另一目的是提供一种带有弱磁场传感器的印刷电路板，其能够被高度集成，以被制作得有助于电子产品的小型化并降低电子产品的功率，以及提供其制造方法。

本发明的再一个目的是提供一种带有弱磁场传感器的印刷电路板，其被采用以改善软磁芯和绝缘层之间以及软磁芯和干膜之间的粘附强度，以及提供其制造方法。

通过提供带有弱磁场传感器的电路板，上述目的得以实现，所述电路板包括一基片，所述基片具有在其两个面上所形成的第一激励电路和第一检测电路。第一叠层被设置在所述基片的两个面上并且使具有预定形状的软磁芯被形成在其上面。第二叠层被设置在所述第一叠层上并且具有通过通孔被分别连接到所述第一激励电路和所述第一检测电路的第二激励电路和第二检测电路，这样第一和第二激励电路以及第一和第二检测电路看起来被缠绕在其上所形成的软磁芯周围。在此时，每个软磁芯包括磁芯和在该磁芯的两个面上所形成的非磁金属层。另外，在基片一个面上所形成的软磁芯、激励电路和检测电路分别垂直于在基片另一面上所形成的软磁芯、激励电路和检测电路。

优选地每个软磁芯进一步包括在每个非磁金属层的表面上所形成的表面处理层。

优选地，非磁金属层每个均是铜层。

优选地，所述铜层厚度为5-10μm。

优选地，所述表面处理层从由Cu₂O和CuO所组成的组中加以选择。

另外，本发明提供一种制造带有弱磁场传感器的印刷电路板的方法，其包括(A)在基片的一面上形成x轴向第一激励电路和第一检测电路，以及在基片另一面上形成y轴向第一激励电路和第一检测电路；(B)在基片的两个面上层叠包括磁芯、非磁金属层和表面处理层的软磁芯预型件，第一绝缘层和第一铜箔，以及制作软磁芯预型件的x和y轴向软磁芯；以及(C)在其上形成软磁芯的所得到的基片的两个面上使第二绝缘层和第二铜箔层叠，以及形成分别被连接到x和y轴向第一激励电路和第一检测电路的x和y轴向第二激励电路和第二检测电路，这样，x和y轴向第一和第二激励电路以及第一和第二检测电路看起来被缠绕在软磁芯周围。

步骤(B)包括(B-1)使包括磁芯、非磁金属层和表面处理层的磁芯预型件，第一绝缘层，和第一铜箔层叠在基片的两个面上；(B-2)从被层叠在基片的两个面上的软磁芯预型件中去除表面处理层；(B-3)在表面处理层被从中去除的软磁芯预型件的表面上涂覆抗蚀剂(etching resist)，以及将所述抗蚀剂曝光并且显影以形成具有预定形状的抗蚀剂图案；(B-4)通过使用抗蚀剂图案对软磁芯预型件进行蚀刻以形成对应于抗蚀剂图案的x和y轴向软磁芯；以及(B-5)在x和y轴向软磁芯的表面上再次形成表面处理层。

附图说明

从结合所附附图的下述详细说明中，将更加清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征和其它优点，其中：

图1示意性示例出传统的弱磁场传感器；

图2a至2f是示例图1中传统弱磁场传感器的操作的时序图；

图3是根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板的分解透视图；以及

图4是图3中软磁芯的S部分的放大断面图；以及

图5a至5o是沿着图3的线X-X’而取的断面图，其示出带有弱磁场传感器的印刷电路板的制造。

具体实施方式

此后，将参考所附附图对根据本发明的带有弱磁场传感器的印刷电路板以及其制造方法给予详细说明。

图3是根据本发明的带有弱磁场传感器的印刷电路板的分解透视图，以及图4是图3中软磁芯的S部分的放大断面图。

如图3中所示，本发明的带有弱磁场传感器的印刷电路板递降地且顺序地包括：其上形成有x轴向第二激励电路30和x轴向第二检测电路50的第一层；其上形成有x轴向软磁芯10的第二层；其上形成有x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40的第三层，其上形成有y轴向第一激励电路20’和y轴向第一检测电路40’的第四层，其上形成有y轴向软磁芯10’的第五层以及其上形成有y轴向第二激励电路30’和y轴向第二检测电路50’的第六层。

在这个方面中，第一至第三层被设计成感测x轴向弱磁场，第四至第六层被设计成感测在垂直于x轴向方向(即y轴向方向)上的弱磁场，并且x轴向弱磁场传感器和y轴向弱磁场传感器被层叠并且彼此组合。

因而，根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板可以同时感测出x和y轴向的弱磁场。

在x轴向弱磁场传感器的情况下，x轴向第二激励电路30和x轴向第二检测电路50，以及x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40被分别形成在x轴向软磁芯10的上面和下面上。

在此时，在x轴向软磁芯10上面上的x轴向第二激励电路30和x轴向第二检测电路50每个均具有直线形状，并且所述直线以如此方式以规则的间隔被放置于相同的平面上，以便于x轴向第二激励电路30和x轴向第二检测电路50被交替放置。像这样地，在x轴向软磁芯10下面上的x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40每个均具有直线形状，并且所述直线以如此方式以规则的间隔被放置于相同的平面上，以便于x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40被交替放置。

在这个方面中，x轴向第一检测电路40和x轴向第一激励电路20，以及x轴向第二检测电路50和x轴向第二激励电路30可以预定尺寸的组群交替，但是优选地是它们一个接一个地交替。

此外，优选地第一和x轴向第二检测电路40、50分别比第一和x轴向第二激励电路20、30要长。

在本发明的x轴向弱磁场传感器中，形成通孔(未被示出)以将x轴向的第一和第二激励电路20、30彼此进行电连接。同样，形成其它通孔(未被示出)以将x轴向第一和第二检测电路40、50彼此进行电连接。

x轴向第一和第二激励电路20、30通过通孔被以之字形连接。另外，x轴向的第一和第二激励电路20、30被缠绕在两个x轴向的软磁芯10周围，这样x轴向的第一和第二激励电路20、30在沿着x轴向第一和第二激励电路20、30的yz平面所取的断面上形成图形8的图案。

类似地，x轴向的第一和第二检测电路40、50通过通孔被以之字形连接。同样，x轴向的第一和第二检测电路40、50被缠绕在两个x轴向的软磁芯10周围，这样x轴向的第一和第二检测电路40、50在沿着x轴向的第一和第二检测电路40、50的yz平面所取的断面上形成圆形图形。

根据本发明的弱磁场传感器的两个x轴向软磁芯10每个均具有棒或矩形环的形状，并且每个均包括磁芯11，铜敷层12、12’，以及表面处理层13′、13＂，如图4所示。

磁芯11从由非晶金属、透磁合金(permalloy)、以及超透磁合金(supermalloy)组成的组中加以选择。

在磁芯11上和下表面上所形成的铜敷层12、12’可根据非电解镀铜工艺或电解镀铜工艺被镀层，并且优选地根据确保优良物理特性的电解镀铜工艺被镀层。铜敷层12、12’每个均具有5-10μm的厚度。

表面处理层13′、13＂被形成在磁芯11上的铜敷层12、12’的表面上，并且由于表面处理层13′、13＂每个均具有预定的精糙度，所以在每个表面处理层13′、13＂和绝缘层，如预浸料(prepreg)之间的粘附强度得到改善。为了形成表面处理层13′、13＂，铜敷层12、12’的表面被化学氧化，详细地，Cu₂O(棕色氧化物)或CuO(黑色氧化物)被沉积在铜敷层12、12’的表面上。

根据本发明形成表面处理层13、13’的过程包括：酸/碱脱脂步骤，即在将干膜从铜敷层12、12’表面脱膜之后去除氧化物、污染油脂以及残余物质；微蚀刻步骤，即理想地将铜敷层12、12’表面精糙化，以改善氧化物层和铜敷层12、12’之间的粘附强度；预浸渍步骤，即事先将镀铜的磁芯11浸渍到低浓度的表面处理溶液中以防止表面处理溶液的浓度发生变化并且促进氧化反应；黑化步骤，即进行采用氧化反应的表面处理工艺；后浸渍步骤，即防止因还原反应所导致的对氧化物层的损坏；以及清洗和干燥步骤，即清洗和干燥剩余的化学物。

除了y轴向弱磁场传感器被设计成垂直于x轴向弱磁场传感器以外，本发明的y轴向弱磁场传感器按照与上述x轴向弱磁场传感器情况相同的程序被制造。

在本发明的具有弱磁场传感器的印刷电路板中，当交流电被施加到激励电路20、20’、30、30’时，软磁芯10、10′的磁通量密度发生变化。因而，在检测电路40、40’、50、50’处出现感应电流，其引发电压差。通过检测所述电压差x和y轴向磁场被感测。

图5a至5o是沿着图3的线X-X’而取的断面图，其示出带有弱磁场传感器的印刷电路板的制造。

参考图5a，铜敷层叠层被准备为基片110，其中铜箔112、112’被施加到绝缘树脂层111上。

根据其应用铜敷层叠层110可被分类成：玻璃/环氧铜敷层叠层、耐热树脂铜敷层叠层、纸/苯酚铜敷层叠层、高频铜敷层叠层、柔性铜敷层叠层、以及合成铜敷层叠层。然而，优选地是使用玻璃/环氧敷层叠层，其中在制造双面印刷电路板和多层印刷电路板的过程中，铜箔被镀在绝缘树脂层上。

参考图5b，在干膜200a、200a’被涂覆在基片110上之后，通过使用其上印有预定图案的工艺膜(art work film)，干膜200a、200a’被曝光和显影，以期被图案化以在基片的上表面上形成具有x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40的抗蚀剂图案，以及在基片的下表面上形成具有y轴向第一激励电路20’和y轴向第一检测电路40’的抗蚀剂图案。

在这个方面中，干膜200a、200a’每个均包括三层，即覆盖膜、光致抗蚀膜、以及聚酯薄膜(Mylar)膜，并且光致抗蚀膜基本上充当抗蚀剂。

其上印有预定图案的工艺膜被附着到干膜200a、200a’上，且然后被暴露于紫外线以实现干膜200a、200a’的曝光和显影工艺。在此时，紫外线并不透射通过其上印有图案的工艺膜的黑色部分，而是通过其上并没印有图案的工艺膜的剩余部分，从而导致工艺膜下面干膜200a、200a’的硬化。当其上形成被部分硬化的干膜200a、200a’的铜敷层叠层被浸渍到显影溶液内时，干膜200a、200a’未被硬化的部分被显影溶液去除，以及干膜200a、200a’的被硬化部分保留以形成抗蚀剂图案。显影溶液的实例包括碳酸钠(Na₂CO₃)水溶液或碳酸钾(K₂CO₃)水溶液。

如图5c所示，通过将干膜200a、200a’作为抗蚀剂使用，上部和下部的铜箔112、112’被蚀刻，以在基片110的上部铜箔112上形成x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40，以及在基片110的下部铜箔112’上形成y轴向第一激励电路20’和y轴向第一检测电路40’。

在图5d中，在干膜200a、200a’被去除之后，第一绝缘层120、120′(例如预浸料)，第一铜箔130、130′，以及软磁叠层300、300′被预先设置在基片110的上和下表面上。在此时，其上将形成弱磁场传感器的第一铜箔130、130’的部分被切去。在这个方面中，通过使用脱膜溶液，如氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)将干膜200a、200a’去除。

如在部分被放大的视图中所示，软磁叠层300、300′是根据本发明的软磁芯的预型件，其每个均包括磁芯11，被镀在磁芯11两个面上的铜敷层12、12′，以及被形成在铜敷层12、12′上的表面处理层13、13′。然而，为了理解方便，在整个断面图中仅示例出磁芯11和表面处理层13、13′。

在图5b至5d中，干膜200a、200a’被用作抗蚀剂，但是液体光敏材料可被用作抗蚀剂。在这种情况下，即将被暴露于紫外线的光敏材料被涂覆在基片110上，然后被干燥。随后，通过使用具有预定图案的工艺膜光敏材料被曝光且被显影，以形成其上具有第一激励电路20、20′以及第一检测电路40、40′的抗蚀剂图案。继续地，通过将被图案化的光敏材料作为抗蚀剂使用，上部和下部铜箔112、112′被蚀刻以在基片110的上部铜箔112上形成x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40，以及在基片110的下部铜箔112’上形成y轴向第一激励电路20’和y轴向第一检测电路40’。接下来，光敏材料被去除。在此时，根据浸渍涂覆工艺、辊涂覆工艺或电沉积工艺，可进行液体光敏材料的涂覆。

如图5e所示，第一绝缘层120、120’，第一铜箔130、130’，以及软磁叠层300、300’在预定的温度和压力(例如大约在150-200℃和30-40kg/cm²)下被首先层叠在基片110的上及下表面上。在这个方面中，由于软磁叠层300、300’的表面处理层13、13’的表面是精糙的，所以在表面处理层13、13′与第一绝缘层120、120′之间的粘附强度得到改善。

在图5f中，表面处理层13被从软磁叠层300、300’中去除。表面处理层13的去除可根据使用蚀刻溶液的湿法工艺、使用等离子的干法工艺、或使用还原反应的化学工艺得以进行。

如图5g所示，在干膜200b、200b’被涂覆在从中表面处理层13被去除的软磁叠层300、300′的表面上之后，通过使用其上印有预定图案的工艺膜，干膜200b、200b’被曝光且被显影以形成其上带有x和y轴向软磁芯10、10’的抗蚀剂图案。

就此，在本发明中由于软磁叠层300、300’的铜敷层12与干膜200b、200b′之间的粘附强度极佳，所以软磁叠层300、300′与具有其它电路图案的第一铜箔130、130′之间的蚀刻偏差得到降低。因而，在本发明中，由于在制造印刷电路板期间，软磁叠层300、300′与干膜200b、200b′之间所需要的粘附强度得到保证，所以曝光和显影工艺之后没有必要进行干燥工艺(大约150℃，30分钟)来改善粘附强度。

如图5h所示，通过将干膜200b、200b′作为抗蚀剂使用，上部和下部软磁叠层300、300′被蚀刻，以在其内形成x和y轴向软磁芯10、10’。

在图5i中，在干膜200b、200b′被去除之后，表面处理层13＂被再次形成在x和y轴向软磁芯10、10′的铜敷层12表面上。

在图5j中，第二绝缘层140、140’和第二铜箔150、150’其次在预定的温度和压力(例如大约在150-200℃和30-40kg/cm²)下被设置在经表面处理的基片的上和下表面上。

在图5k中，在第二铜箔150、150’经受半蚀刻工艺以减少所得到的基片的厚度之后，通过使用干膜它们被曝光且被显影，并且被蚀刻以形成用于形成通孔的窗(A)。

在图51中，通过使用通过第二铜箔150、150’而形成的窗(A)，形成上部通孔(未被示出)，以便于被连接通过x轴向第一激励电路20和x轴向第一检测电路40，以及形成下部通孔(B)，以便于连接通过y轴向第一激励电路20’和y轴向第一检测电路40’。

在这个方面中，优选地是通过使用激光钻对第一和第二绝缘层140、140’钻孔形成上部和下部通孔(B)。激光钻的优选实例包括CO2激光钻。当通过使用能够钻铜箔的YAG(钇铝石榴石)激光钻形成通孔(B)时，可形成通孔(B)而没有形成如图5k所示通过第二铜箔150、150’的窗(A)。

在图5m中，铜箔160、160’被形成在通孔(B)的壁上和第二铜箔150、150’上，以将其上形成有第一激励电路20、20’和第一检测电路40、40’的第一铜箔130、130’电连接到第二铜箔150、150’。

在此时，由于通孔(B)的壁由绝缘体组成，所以优选地是在进行非电镀铜工艺之后，执行确保优良物理特性的电解镀铜工艺，由此获得铜敷层160、160’的形成。

在图5n中，通过使用干膜进行曝光、显影和蚀刻工艺，以在上部第二铜箔150和铜箔160上形成x轴第二激励电路30和第二检测电路50，以及在下部第二铜箔150’和铜箔160’上形成y轴向第二激励电路30’和第二检测电路50’。

在图5o中，阻焊剂400、400’被涂覆在所得到的基片的两个面上并且被硬化。

随后，通过使用布线器(router)或动力印刷机(power press)形成印刷电路板的外轮廓，由此产生根据本发明的带有弱磁场传感器的印刷电路板。

有关这点，优选地是软磁叠层300、300’的铜敷层12、12’每个均具有5-10μm的厚度。考虑到图5d中表面处理层13、13’的厚度、在图5f中的干膜200b、200b’粘附到软磁叠层300、300’之前所进行的对表面处理层13的去除、以及图5i中再次所形成的表面处理层13”的厚度，所述厚度范围被加以确定。

此外，在本发明中铜敷层12、12′的表面被氧化以在上面沉积Cu2O或CuO，以便于使被镀在软磁芯10、10’上的铜敷层12、12’表面粗糙化，但是可根据其它工艺(例如采用蚀刻溶液的化学蚀刻工艺)使铜敷层12、12’的表面粗糙化。

在本发明中铜敷层12、12’被镀在软磁芯10、10’上，但是有可能使用具有粘附到干膜和绝缘层的优良粘附强度的任何非磁金属。在这种情况下，如果非磁金属具有粘附到绝缘层的优良粘附强度，则没有必要在非磁金属层上形成表面处理层。

在本发明中，其中说明了具有棒形状的软磁芯10、10’，但是使用矩形环形状的软磁芯也是可行的。在这种情况下，x轴向激励电路和检测电路以如此方式被形成，以便于缠绕上部软磁芯彼此相对的两个不同面，以及y轴向激励电路和检测电路以如此方式被形成，以便于缠绕下部软磁芯彼此相对的两个不同面，由此制作成弱磁场传感器。

本发明已经以示例性方式被加以说明，并且要理解到所使用的术语旨在是说明而不是限制性质。从上述示教的观点看，本发明的许多修改和变型是可能。因此，要理解为在请求保护的范围内，本发明可按照与所具体说明的不同来加以实践。

如上所说明，本发明提供一种适合于精确感测弱磁场，如地磁场的带有弱磁场传感器的印刷电路板，以及制造其的方法。

因此，根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造所述电路板的方法有益于电子产品的微型化并且有益于降低电子产品的功率，因为x和y轴向弱磁场传感器被形成在印刷电路板上并且被高度集成。

此外，根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造所述电路板的方法改善了在蚀刻工艺期间软磁芯和干膜之间的粘附强度，因为铜敷层被形成在软磁芯的表面上。

此外，由于软磁芯和干膜之间改善的粘附强度，根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造所述电路板的方法降低了软磁芯和铜箔之间的蚀刻偏差。

此外，根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造所述电路板的方法有助于减少制造时间，因为没有必要在曝光和显影工艺之后进行干燥工艺来改善软磁芯和干膜之间的粘附强度。

同样，根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造所述电路板的方法改善了软磁芯和绝缘层之间的粘附强度，因为表面处理层被形成在镀铜软磁芯的铜敷层表面上。

此外，根据本发明带有弱磁场传感器的印刷电路板和制造所述电路板的方法可以在寒冷气候和恶劣环境下精确地感测弱磁场，因为由于软磁芯和绝缘层之间改善的粘附强度，所以在预定环境条件(包括恒温和湿度条件)下对印刷电路板进行检测之后的层离出现被防止。

Claims (16)

1.一种具有弱磁场传感器的印刷电路板，包括：

基片，具有在所述基片的两个面上均形成的第一激励电路和第一检测电路；

第一叠层，所述第一叠层被设置在所述基片的两个面上并且使具有预定形状的软磁芯被形成在所述第一叠层上；以及

第二叠层，所述第二叠层被设置在所述第一叠层上并且具有通过通孔分别与所述第一激励电路和第一检测电路相连接的形成在所述第二叠层上的第二激励电路和第二检测电路，这样所述第一和第二激励电路以及第一和第二检测电路被缠绕在所述软磁芯周围，

所述软磁芯每个均包括磁芯、在该磁芯的上下两个面上所形成的非磁金属层、以及在每个非磁金属层的表面上所形成的表面处理层，以及在基片一个面上所形成的软磁芯、激励电路和检测电路分别垂直于在基片另一面上所形成的软磁芯、激励电路和检测电路。

2.根据权利要求1的印刷电路板，其中每个软磁芯具有棒的形状，并且激励电路和检测电路垂直于软磁芯。

3.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中每个软磁芯的形状是矩形环，在基片的一个面上所形成的激励电路和检测电路垂直于与y轴向平行的每个软磁芯的第一侧，并且在基片另一面上所形成的激励电路和检测电路垂直于与x轴向平行的每个软磁芯的第二侧，所述每个软磁芯的第二侧垂直于所述每个软磁芯的第一侧。

4.根据权利要求1的印刷电路板，其中所述磁芯从由非晶金属、透磁金属和超透磁合金组成的组中加以选择。

5.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中所述非磁金属层的每个均是铜层。

6.根据权利要求5所述的印刷电路板，其中所述铜层厚度为5-10μm。

7.根据权利要求1所述的印刷电路板，其中所述非磁金属层每个均是铜层。

8.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中所述铜层厚度为5-10μm。

9.根据权利要求7所述的印刷电路板，其中所述表面处理层从由Cu₂O和CuO组成的组当中加以选择。

10.一种制造带有弱磁场传感器的印刷电路板的方法，包括：

(A)在基片的一个面上形成x轴向第一激励电路和x轴向第一检测电路，以及在所述基片的另一面上形成y轴向第一激励电路和y轴向第一检测电路；

(B)将软磁芯预型件、第一绝缘层和第一铜箔层叠在所述基片的两个面上，并且制作所述软磁芯预型件的x和y轴向软磁芯，所述软磁芯预型件每个均包括磁芯、在该磁芯的上下两个面上形成的非磁金属层、以及在每个非磁金属层的表面上形成的表面处理层；以及

(C)将第二绝缘层和第二铜箔层叠在所得到的形成有软磁芯的基片的两个面上，并且形成分别被连接到x和y轴向第一激励电路以及x和y轴向第一检测电路的x和y轴向第二激励电路以及x和y轴向第二检测电路，使得x和y轴向第一和第二激励电路以及x和y轴向第一和第二检测电路被缠绕在所述软磁芯周围。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述步骤(B)包括：

(B-1)将包括磁芯、非磁金属层和表面处理层的软磁芯预型件，第一绝缘层和第一铜箔层叠在所述基片的两个面上；

(B-2)从被层叠在所述基片两个面上的软磁芯预型件中去除表面处理层；

(B-3)在表面处理层被去除的软磁芯预型件的表面上涂覆抗蚀剂，并且将所述抗蚀剂曝光且显影以形成具有预定形状的抗蚀剂图案；

(B-4)通过使用抗蚀剂图案对软磁芯进行蚀刻，以形成对应于抗蚀剂图案的x和y轴向软磁芯；以及

(B-5)在所述x和y轴向软磁芯的表面上再次形成表面处理层。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述步骤(C)包括：

(C-1)将第二绝缘层和第二铜箔层叠在形成有软磁芯的基片的两个面上；

(C-2)形成通过第二绝缘层和第二铜箔的通孔，以便于第二铜箔通过所述通孔被连接到x和y轴向第一激励电路以及x和y轴向第一检测电路，以及在通孔的壁上以及第二铜箔的表面上形成铜敷层；

(C-3)在铜敷层的表面上涂覆抗蚀剂，并且将所述抗蚀剂曝光和显影以形成具有预定形状的抗蚀剂图案；以及

(C-4)通过使用所述抗蚀剂图案对第二铜箔和铜敷层进行蚀刻，以形成对应于所述抗蚀剂图案的x和y轴向第二激励电路以及x和y轴向第二检测电路。

13.根据权利要求10所述的方法，其中每个磁芯从由非晶金属、透磁合金和超透磁合金组成的组中加以选择。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述非磁金属层每个均为铜层。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述铜层的厚度为5-10μm。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述表面处理层从由Cu₂O和CuO组成的组当中加以选择。

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