CN104793152B - 一种高灵敏芯片传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高灵敏芯片传感器，包括芯片和支撑体，所述芯片包括衬底、磁感应膜和芯片焊盘，所述磁感应膜和所述芯片焊盘设于所述衬底的表面，所述芯片焊盘作为所述芯片的输入输出端与所述磁感应膜对应电连接，所述芯片距离被检测介质最近的面为所述芯片检测面；所述芯片固定于所述支撑体，在所述支撑体上设有布线和支撑体焊盘，所述支撑体焊盘与所述布线对应电连接；所述磁感应膜设于与所述芯片检测面相邻的面，而且，所述磁感应膜靠近所述芯片检测面一侧设置。该芯片传感器分辨率、灵敏度高，一致性好。

Description

一种高灵敏芯片传感器

技术领域

本发明属于微电子领域,具体涉及一种高灵敏芯片传感器。

背景技术

芯片传感器以其灵敏度高、体积小等优点被广泛应用于金融、交通、通讯、医疗等领域。使用时，芯片感应面与被测介质之间的距离影响芯片传感器的灵敏度，即芯片感应面与被测介质之间的距离越小，芯片传感器的分辨率越高。因此，在已公开的芯片传感器中，固定于线路板的表面的芯片的感应面朝向被测媒介设置。

然而，随着技术的发展，设于被测介质内的信息位(数位)宽度和间距越来越小，信息位的宽度和间距小于50微米。现有芯片传感器的分辨率较低，无法分辨宽度和间距小于50微米的信息位。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是针对芯片传感器中存在的上述缺陷，提供一种高灵敏芯片传感器，其能够分辨宽度和间距小于50微米的信息位。

为此，本发明提供一种高灵敏芯片传感器，包括：

芯片，所述芯片包括衬底、磁感应膜和芯片焊盘，所述磁感应膜和所述芯片焊盘设于所述衬底的表面，所述芯片焊盘作为所述芯片的输入输出端与所述磁感应膜对应电连接，所述芯片距离被检测介质最近的面为所述芯片检测面；

支撑体，所述芯片固定于所述支撑体，在所述支撑体上设有布线和支撑体焊盘，所述支撑体焊盘与所述布线对应电连接；

所述磁感应膜设于与所述芯片检测面相邻的面，而且，所述磁感应膜靠近所述芯片检测面一侧设置。

其中，所述磁感应膜与所述芯片检测面之间的最短距离小于50微米。

其中，所述芯片包括2n条磁感应膜，每两条所述磁感应膜形成一惠斯通半桥，共形成n个惠斯通半桥；或者，所述芯片包括4m条所述磁感应膜，每四条所述磁感应膜形成一惠斯通全桥，共形成m个惠斯通全桥；或者，所述芯片包括L条磁感应膜，每条所述磁感应膜形成一单臂电阻或阻抗元件，共形成L个单臂电阻或阻抗元件；其中，n、m、L为≥1的整数。

其中，所述磁感应膜包括GMR膜、巨磁阻抗膜、霍尔效应膜、各向异性磁阻膜、隧道效应磁阻膜或巨霍尔效应膜。

其中，所述芯片焊盘与所述磁感应膜设于所述芯片的同一面。

其中，所述芯片焊盘设于所述衬底的底端，所述芯片与所述支撑体叠置固定时所述芯片焊盘与所述支撑体焊盘的位置相对。

其中，还包括封装层，用于封装所述芯片和所述支撑体。

其中，所述支撑体采用聚丙烯树脂和环氧树脂材料制作。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的高灵敏芯片传感器将磁感应膜设于与芯片检测面相邻的面，使磁感应膜垂直或近似垂直于被检测介质，减小甚至消除了磁感应膜的宽度对芯片分辨率的影响，完全能够分辨宽度和间距小于50微米的信息位；而且磁感应膜紧靠所述芯片检测面，使磁感应膜尽可能地接近芯片检测面，缩小了磁感应膜与被检测介质之间的距离，从而提高了芯片传感器的分辨率、灵敏度和一致性。

附图说明

图1为本发明实施例高灵敏芯片传感器部分结构示意图；

图2为本发明实施例芯片的结构示意图；

图3为本发明实施例支撑体的机构示意图；

图4为本发明另一实施例芯片的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的高灵敏芯片传感器进行详细描述。

如图1所示，高灵敏芯片传感器包括芯片1和支撑体2，芯片1固定于支撑体2，用于感应磁场获得电压信号。

如图2所示，芯片1包括衬底11、磁感应膜12和芯片焊盘13，磁感应膜12和芯片焊盘13设于衬底11的表面，并且芯片焊盘13作为芯片的输入输出端与磁感应膜12对应电连接。衬底11采用晶片衬底或蓝宝石衬底或其它合适的衬底。

在本实施例中，芯片1包括两条磁感应膜12和三个芯片焊盘13，两条磁感应膜12形成惠斯通半桥电路。当芯片1感应磁场时，惠斯通半桥电路会输出差分电压信号。芯片1并不是仅能包括两条磁感应膜12。实际上，芯片1可以包括2n条磁感应膜12，每两条磁感应膜12形成一惠斯通半桥，共形成n个惠斯通半桥；或者，每个芯片包括4m条磁感应膜12，每四条磁感应膜12形成一惠斯通全桥，共形成m个惠斯通全桥；或者，芯片包括L条磁感应膜12，每条磁感应膜12形成一单臂电阻或阻抗元件，共形成L个单臂电阻或阻抗元件；其中，n、m、L为≥1的整数。磁感应膜包括GMR膜、巨磁阻抗膜、霍尔效应膜、各向异性磁阻膜、隧道效应磁阻膜或巨霍尔效应膜。

如图3所示，支撑体2采用聚丙烯树脂和环氧树脂材料制作。在支撑体2上设有布线22和支撑体焊盘21，支撑体焊盘21与布线22对应电连接。设于支撑体2的布线22用于传输芯片1获得的电压信号，以将该电压信号导出。布线22的走向和设置方式可以根据实际需要任意设定。

如图1所示，磁感应膜12设于与芯片检测面相邻的面，即图1中所示芯片的侧面，而且磁感应膜12靠近芯片检测面一侧设置，使磁感应膜12尽可能地靠近芯片检测面。需说明的是，芯片检测面是指芯片距离被检测介质最近的面，即图1中所示芯片的上表面。由于磁感应膜12设于衬底11的侧面，磁感应膜12垂直于或近似垂直于芯片检测面，磁感应膜12的宽度不在影响芯片传感器的分辨率。由于磁感应膜12的厚度远小于其宽度，因此，大大提高了芯片传感器的分辨率。

在制作芯片传感器时，将芯片1固定支撑体2后，通过磨削等方式达到减小磁感应膜12与芯片检测面之间的最短距离。本实施例磁感应膜12与芯片检测面之间的最短距离小于50微米，大大缩小了磁感应膜12与被检测介质之间的距离，从而提高了芯片传感器的灵敏度。

本实施例芯片焊盘13和磁感应膜12设于芯片1的同一面，即芯片焊盘13设置在芯片1的侧面，芯片焊盘13和支撑体焊盘21通过导线(如金线等)电连接。或者，将芯片焊盘13设于衬底11的底面，并使芯片焊盘13和支撑体焊盘21的位置相对。或者，如图4所示，在另一实施例中，将部分芯片焊盘13设于衬底11的侧面，部分芯片焊盘13设于衬底11的底面，即，芯片焊盘13的一部分设于衬底11的侧面，一部分设于衬底11的底面，并使芯片焊盘13和支撑体焊盘21的位置相对。装配时，使芯片焊盘13和支撑体焊盘21叠置，然后焊接在一起。

芯片传感器还包括封装层(图中未示出)，用于封装芯片1和支撑体2，以保护芯片1和支撑体2，从而提高芯片传感器的使用寿命。

本实施例提供的高灵敏芯片传感器将磁感应膜设于与芯片检测面相邻的面，使磁感应膜垂直或近似垂直于被检测介质，减小甚至消除了磁感应膜的宽度对芯片分辨率的影响，完全能够分辨宽度和间距小于50微米的信息位；而且磁感应膜紧靠所述芯片检测面，使磁感应膜尽可能地接近芯片检测面，缩小了磁感应膜与被检测介质之间的距离，从而提高了芯片传感器的分辨率、灵敏度和一致性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高灵敏芯片传感器，包括：

芯片，所述芯片包括衬底、磁感应膜和芯片焊盘，所述磁感应膜和所述芯片焊盘设于所述衬底的表面，所述芯片焊盘作为所述芯片的输入输出端与所述磁感应膜对应电连接，所述芯片距离被检测介质最近的面为所述芯片检测面；

支撑体，所述芯片固定于所述支撑体，在所述支撑体上设有布线和支撑体焊盘，所述支撑体焊盘与所述布线对应电连接；

其特征在于，所述磁感应膜设于与所述芯片检测面相邻的面，而且，所述磁感应膜靠近所述芯片检测面一侧设置。

2.根据权利要求1所述的高灵敏芯片传感器，其特征在于，所述磁感应膜与所述芯片检测面之间的最短距离小于50微米。

3.根据权利要求1所述的高灵敏芯片传感器，其特征在于，所述芯片包括2n条磁感应膜，每两条所述磁感应膜形成一惠斯通半桥，共形成n个惠斯通半桥；或者，所述芯片包括4m条所述磁感应膜，每四条所述磁感应膜形成一惠斯通全桥，共形成m个惠斯通全桥；或者，所述芯片包括L条磁感应膜，每条所述磁感应膜形成一阻抗元件，共形成L个阻抗元件；其中，n、m、L为≥1的整数。

4.根据权利要求1所述的高灵敏芯片传感器，其特征在于，所述磁感应膜包括GMR膜、巨磁阻抗膜、霍尔效应膜、各向异性磁阻膜、隧道效应磁阻膜或巨霍尔效应膜。

5.根据权利要求1所述的高灵敏芯片传感器，其特征在于，所述芯片焊盘与所述磁感应膜设于所述芯片的同一面。

6.根据权利要求1所述的高灵敏芯片传感器，其特征在于，所述芯片焊盘设于所述衬底的底端，所述芯片与所述支撑体叠置固定时所述芯片焊盘与所述支撑体焊盘的位置相对。

7.根据权利要求1所述的高灵敏芯片传感器，其特征在于，还包括封装层，用于封装所述芯片和所述支撑体。

8.根据权利要求1所述的高灵敏芯片传感器，其特征在于，所述支撑体采用聚丙烯树脂和环氧树脂材料制作。