CN106371141A - 一种半导体磁头、软磁检测装置及磁头制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种半导体磁头、基于该半导体磁头的软磁检测装置以及磁头制备方法。其中半导体磁头包括用于检测磁场变化的半导体磁传感器、用于提供外磁场的背磁以及用于使所述外磁场均匀的导磁体。本发明实施例的方案能够通过导磁体使通过半导体磁传感器的外磁场均匀，如垂直或平行于半导体磁传感器所在的芯片表面，从而降低传感器的噪声并减小信号失真。
Description
技术领域
本发明涉及软磁检测领域，尤其涉及一种半导体磁头、软磁检测装置及磁头制备方法。
背景技术
在点钞机刷磁卡的POS机上广泛应用线圈的磁头来获取磁条的信息。这种磁头不能获取软磁信息。现在国内外厂家推出了各种半导体磁传感器构成磁头，如磁阻MR,巨磁阻GMR,隧道磁阻TMR。这些半导体磁传感器本身只能检测永磁，为了检测软磁材料，波形加背磁，如图1，其中门字形的磁钢是附加的背磁。
半导体磁传感器上面有A,B两个传感器，一旦有被测的软磁物进入，因为传感器B靠近被测的软磁物感器，所以B的磁场大小变化A大。从而打破了传感器A传感器B的感应电压的平衡。这样我们可以用差分放大电路取得这个信号，从而检测处被测的软磁物。这个是现在市面上的半导体磁头，由背磁加半导体磁传感器构成。
为了更好地检测，对背磁的理想化的要求是均匀和垂直，如图2。
但由于永磁材料是用粉末烧结构成，可能存在密度的不均匀，空洞等缺陷如图3。更重要的是在充磁的时候因为工装夹具问题，很难把磁场充得很垂直。这样会导致传感器的噪声变大信号失真。增加调试工作量，降低良品率。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种半导体磁头、软磁检测装置以及磁头制备方法。其中半导体磁头包括用于检测磁场变化的半导体磁传感器、用于提供外磁场的至少一个背磁以及至少一个用于使通过所述半导体磁传感器的外磁场均匀的导磁体。
优选的，所述半导体磁传感器位于所述背磁上方，且位于居中位置。
优选的，所述背磁为门形背磁，所述导磁体呈矩形，且位于所述门形背磁的凹槽内。
优选的，所述背磁为门形背磁，所述导磁体为门形，且位于所述门形背磁的凹槽内。
优选的，所述背磁为矩形，所述导磁体贴合在所述背磁表面，所述导磁体为门形，所述半导体磁传感器位于所述导磁体上方，且位于居中位置。
优选的，所述背磁为门形，所述导磁体为矩形，所述半导体磁传感器位于所述背磁上方且位于所述导磁体与所述背磁之间。
优选的，所述背磁为两个且相对立设置，所述导磁体分别贴合在所述背磁彼此相对的一面，所述半导体磁传感器位于所述导磁体上方，且位于两个导磁体的中间位置。
优选的，所述导磁体为软磁体。
优选的，所述软磁体为纯铁。
优选的，所述导磁体用于使通过所述半导体磁传感器的外磁场的方向与所述半导体磁传感器所在的芯片的表面垂直。
优选的，所述导磁体用于使通过所述半导体磁传感器的外磁场的方向与所述半导体磁传感器所在的芯片的表面平行。
本发明另一方面还提供一种软磁检测装置，所述检测装置包括上述的半导体磁头和判定单元，所述判定单元，用于根据所述半导体磁传感器输出的信号判定是否有软磁物质。
本发明再一方面还提供一种半导体磁头制备方法，所述方法包括：在背磁上增加导磁体，以使通过半导体磁传感器的外磁场均匀。
本发明实施例的方案能够通过导磁体使通过半导体磁传感器的外磁场均匀，如垂直或平行于半导体磁传感器所在的芯片表面，从而降低传感器的噪声并减小信号失真。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-3是现有技术提供的半导体磁头结构图；
图4-8是本发明实施例的半导体磁头结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了新的半导体磁头结构，在背磁(永磁体)加半导体磁传感器的结构以外，另外附加一块均匀的导磁体，优选软磁体，如电工铁，钢，铁氧体软磁，让原来不均匀的磁场变得均匀。半导体磁头有一个或多个永磁体产生磁场，加一个或多个软磁体进行均匀导磁，使通过半导体磁传感器的磁场符合传感器的要求，包括但不限于垂直，平行于传感器。半导体磁传感器和磁场的理想角度不限，如垂直、平行或成锐角、钝角等。
本发明旨在提供一种半导体磁头、软磁检测装置以及磁头制备方法。其中半导体磁头包括用于检测磁场变化的半导体磁传感器、用于提供外磁场的至少一个背磁以及至少一个用于使通过半导体磁传感器的所述外磁场均匀的导磁体。在实际的应用中，可包含多个背磁以及多个导磁体，其相互位置关系以及各自的形状可根据需要进行设置，只要能够实现使通过半导体磁传感器的所述外磁场均匀的目的即可。
本发明中的导磁体可以为软磁体。所述软磁体具体可以为纯铁。
以下介绍几种具体结构的半导体磁头：
实施例一
背磁12为门形背磁，导磁体11呈矩形，且位于门形背磁12的凹槽内，半导体磁传感器13位于导磁体11上方，具体如图4所示，其穿过半导体磁传感器13的磁力线14垂直于半导体磁传感器13芯片。
实施例二
背磁22为门形背磁，导磁体21为门形，且位于门形背磁22的凹槽内，半导体磁传感3,2位于导磁体21上方，具体如图5所示，穿过半导体磁传感器23的磁力线24垂直于半导体磁传感器23所在的芯片表面。
实施例三
背磁32为矩形，导磁体31贴合在背磁32表面，导磁,31为门形，半导体磁传感器33位于导磁体31上方，且位于居中位置，如图6所示，穿过半导体磁传感器33的磁力线34垂直于半导体磁传感器33所在的芯片表面。
实施例四
背磁42为门形，导磁体41为门形，半导体磁传感器43位于背磁上方且位于导磁体41与背磁42之间，如图7所示，穿过半导体磁传感器33的磁力线34垂直于半导体磁传感器33所在的芯片表面。
实施例五
背磁52为两个且相对立设置，导磁体51分别贴合在背磁52彼此相对的一面，半导体磁传感器53位于导磁体51上方，且位于居中位置，其磁力线为54，具体如图8所示。
上述各实施例中，所谓的上方是指的图中所示的方向，当然，半导体磁传感器也可以位于与图中所示的相对称的位置。
本发明中的上述实施例的导磁体用于使通过半导体磁传感器的外磁场的方向与半导体磁传感器所在的芯片的表面垂直或平行，以减少背磁的缺陷所造成的问题。
当然上述几种结构只是本发明的示例，其他可以实现本发明的结构均在发明保护范围之内。
本发明另一方面还提供一种软磁检测装置，所述检测装置包括上述的半导体磁头和判定单元，所述判定单元，用于根据所述磁传感器输出的信号判定是否有软磁物质。
本发明再一方面还提供一种半导体磁头制备方法，所述方法包括：在背磁上增加导磁体，以使通过半导体磁传感器的外磁场均匀。
上述检测装置和制备方法可参考半导体磁头部分。
本发明实施例的方案能够通过导磁体使通过半导体磁传感器的外磁场均匀，如垂直或平行于半导体磁传感器所在的芯片表面，从而降低传感器的噪声并减小信号失真。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种半导体磁头，其特征在于，包括用于检测磁场变化的半导体磁传感器、用于提供外磁场的至少一个背磁以及至少一个用于使通过所述半导体磁传感器的外磁场均匀的导磁体。
2.如权利要求1所述的半导体磁头，其特征在于，所述半导体磁传感器位于所述背磁上方，且位于居中位置。
3.如权利要求2所述的半导体磁头，其特征在于，所述背磁为门形背磁，所述导磁体呈矩形，且位于所述门形背磁的凹槽内。
4.如权利要求2所述的半导体磁头，其特征在于，所述背磁为门形背磁，所述导磁体为门形，且位于所述门形背磁的凹槽内。
5.如权利要求2所述的半导体磁头，其特征在于，所述背磁为矩形，所述导磁体贴合在所述背磁表面，所述导磁体为门形，所述半导体磁传感器位于所述导磁体上方，且位于居中位置。
6.如权利要求2所述的半导体磁头，其特征在于，所述背磁为门形，所述导磁体为矩形，所述半导体磁传感器位于所述背磁上方且位于所述导磁体与所述背磁之间。
7.如权利要求2所述的半导体磁头，其特征在于，所述背磁为两个且相对立设置，所述导磁体分别贴合在所述背磁彼此相对的一面，所述半导体磁传感器位于所述导磁体上方，且位于两个导磁体的中间位置。
8.如权利要求1所述的半导体磁头，其特征在于，所述导磁体为软磁体。
9.如权利要求8所述的半导体磁头，其特征在于，所述软磁体为纯铁。
10.如权利要求1所述的半导体磁头，其特征在于，所述导磁体用于使通过所述半导体磁传感器的外磁场的方向与所述半导体磁传感器所在的芯片的表面垂直。
11.如权利要求1所述的半导体磁头，其特征在于，所述导磁体用于使通过所述半导体磁传感器的外磁场的方向与所述半导体磁传感器所在的芯片的表面平行。
12.一种软磁检测装置，其特征在于，所述检测装置包括如权利要求1-11任一项所述的半导体磁头和判定单元，所述判定单元，用于根据所述半导体磁传感器输出的信号判定是否有软磁物质。
13.一种半导体磁头制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在背磁上增加导磁体，以使通过半导体磁传感器的外磁场均匀。
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