DE102007044485A1 - Magnetic field sensor for sensor module, has sensor element which surrounds closed conductive coils, where sensor element is magnetoresistive sensor element - Google Patents

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Abstract

The magnetic field sensor has a sensor element (3) which surrounds closed conductive coil (1). The sensor element is a magnetoresistive sensor element. The closed coil is a closed winding. The magnetic field sensor has a conductive soldering framework which is a part of the coil. The magnetic field sensor has a housing made up of non conductive frame ground. The coil is completely arranged outside the housing and partly within the housing. An independent claim is included for a method for manufacturing a sensor module.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetfeldsensor mit einem Sensorelement, ein Sensormodul mit einem solchen Magnetfeldsensor und ein Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls.The The present invention relates to a magnetic field sensor having a Sensor element, a sensor module with such a magnetic field sensor and a method of manufacturing the sensor module.

Bei magnetischen Sensorsystemen mit einem Magnetfeldsensor und einem Permanentmagneten kann es gewünscht sein, den Permanentmagneten erst nach dem Zusammenbau mit dem Magnetfeldsensor zu erzeugen, indem ein entsprechender Magnetrohling erst nach dem Zusammenbau mit dem Magnetfeldsensor magnetisiert wird. Dies kann die Handhabung des Aufbaus vereinfachen und Einbautoleranzen verringern. Zum Magnetisieren des Magnetrohlings werden beispielsweise Magnetfelder vom 3- bis 5-fachen der Koerzitivität des Permanentmagnetenmaterials für kurze Zeit angelegt werden. Je nach Material des Permanentmagneten kann dies von 250 kA/m bis 5 MA/m sein.at magnetic sensor systems with a magnetic field sensor and a Permanent magnets may be desired be, the permanent magnet after assembly with the magnetic field sensor to produce by a corresponding magnetic blank after the Assembly is magnetized with the magnetic field sensor. This can be the Simplify handling of the structure and reduce installation tolerances. For magnetizing the magnetic blank, for example, magnetic fields from 3 to 5 times the coercivity of the permanent magnet material for be created for a short time. Depending on the material of the permanent magnet this can be from 250 kA / m to 5 mA / m.

Die Anwendung von solchen Magnetfeldern kann die Eigenschaften bestimmter Magnetfeldsensoren verändern, so dass sich die Eigenschaften wie beispielsweise Linearität oder Genauigkeit verschlechtern können. Insbesondere, wenn der Magnetfeldsensor vorher kalibriert worden ist, kann sich dadurch die Genauigkeit des Sensorsystems verschlechtern.The Application of such magnetic fields can change the characteristics of certain Changing magnetic field sensors, so that the properties such as linearity or accuracy can worsen. In particular, if the magnetic field sensor has been previously calibrated is, this can degrade the accuracy of the sensor system.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetfeldsensor sowie ein Sensormodul mit einem Magnetfeldsensor bzw. ein Verfahren zum Herstellen des Sensormoduls mit verbesserter Genauigkeit des Magnetfeldsensors zu schaffen.Of the The present invention is based on the object, a magnetic field sensor and a sensor module with a magnetic field sensor or a method for manufacturing the sensor module with improved accuracy of To provide magnetic field sensor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Magnetfeldsensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Sensormodul mit den Merkmalen des Anspruchs 17 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 bzw. 20 gelöst.These The object is achieved by a Magnetic field sensor with the features of claim 1 and a sensor module with the features of claim 17 and a method with the features of claim 19 or 20 solved.

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der folgenden Erfindung.The under claims describe advantageous embodiments the following invention.

Ein erfindungsgemäßer Magnetfeldsensor weist ein Sensorelement und eine leitfähige geschlossene Wicklung auf, die das Sensorelement umgibt. Die geschlossene Wicklung bildet somit eine Kurzschlusswicklung. Das Material für die Wicklung kann ein Metall oder auch ein anderes leitendes Material sein.One inventive magnetic field sensor has a sensor element and a conductive closed winding surrounding the sensor element. The closed Winding thus forms a short-circuit winding. The material for the winding can a metal or other conductive material.

Die Ausrichtung der Wicklung ist unabhängig von einer Ausrichtung des Sensorelements. Beispielsweise kann eine Längsachse der Wicklung im Wesentlichen senkrecht zu einer Vorzugsrichtung des Sensorelements verlaufen, sofern dieses eine besitzt.The Orientation of the winding is independent of orientation of the sensor element. For example, a longitudinal axis of the winding substantially run perpendicular to a preferred direction of the sensor element, if this one has.

Ein Sensormodul mit einem erfindungsgemäßen Magnetfeldsensor weist zusätzlich einen Permanentmagneten auf. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Sensormoduls wird ein erfindungsgemäßer Magnetfeldsensor mit einem Magnetrohling zusammen montiert und der Magnetrohling anschließend magnetisiert. Dazu kann er einem starken Magnetfeldimpuls ausgesetzt werden. Das Spektrum des Magnetfeldimpulses kann Anteile beispielsweise bis zu 1 MHz aufweisen. Der Magnetfeldimpuls kann erzeugt werden, indem ein Ladungsspeicher wie beispielsweise ein Kondensator aufgeladen und schlagartig durch eine Spule entladen wird, wobei ein Strompuls mit einer Dauer im Bereich von Mikrosekunden bis Millisekunden erzeugt wird. Der Magnetfeldimpuls ist gegenüber der Wicklung des Magnetfeldsensors im Sensormodul so ausgerichtet, dass durch den Magnetfeldimpuls in der Wicklung Ströme induziert werden, die ein dem Magnetfeldimpuls entgegenwirkendes Magnetfeld erzeugen. Auf diese Weise wird der Einfluss des Magnetfeldimpulses zum Magnetisieren des Magnetrohlings auf das Sensorelement verringert. Dazu kann die Richtung des Magnetfeldimpulses abweichend von der Senkrechten zur Flächennormale der Wicklung ausgerichtet sein, wobei die Flächennormale bei einer zylindrischen Wicklung der Längsachse entspricht. Die Richtung des Magnetfeldimpulses zum Erzeugen des Permanentmagneten kann insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zur Flächennormale der Wicklung ausgerichtet sein.One Sensor module having a magnetic field sensor according to the invention additionally a permanent magnet. In a method of manufacture Such a sensor module is a magnetic field sensor according to the invention mounted together with a magnet blank and then magnetized the magnet blank. For this he can be exposed to a strong magnetic field pulse. The spectrum of the magnetic field pulse, for example, shares up to 1 MHz exhibit. The magnetic field pulse can be generated by a charge storage such as a capacitor charged and abruptly through a coil is discharged, with a current pulse having a duration in the Range from microseconds to milliseconds. The magnetic field pulse is opposite the winding of the magnetic field sensor in the sensor module aligned so that induces currents through the magnetic field pulse in the winding which are a magnetic field counteracting the magnetic field produce. In this way, the influence of the magnetic field pulse for magnetizing the magnetic blank is reduced to the sensor element. For this purpose, the direction of the magnetic field pulse deviating from the Vertical to the surface normal be aligned with the winding, the surface normal in a cylindrical Winding of the longitudinal axis equivalent. The direction of the magnetic field pulse for generating the Permanent magnets can in particular at least substantially parallel to the surface normal be aligned with the winding.

Das Sensorelement kann ein magnetoresistives Sensorelement sein, wie beispielsweise ein GMR-, TMR-, AMR- oder allgemein XMR-Sensor.The Sensor element may be a magnetoresistive sensor element, such as For example, a GMR, TMR, AMR or general XMR sensor.

Die geschlossene Wicklung kann auch aus einer einzelnen Windung bestehen. Die Wicklung kann aus einem drahtförmigen Leiter mit beispielsweise rundem Querschnitt oder auch aus einem flachen bandförmigen Leiter gebildet sein.The Closed winding can also consist of a single turn. The winding may consist of a wire-shaped conductor with, for example round cross section or from a flat band-shaped conductor be formed.

In einer Ausführungsform ist das Sensorelement auf einem Träger aufgebaut, der beispielsweise ein Halbleiterchip sein kann. Dieser Träger kann weitere elektrische Komponenten aufweisen, die mit dem Sensorelement verbunden sind. Beispielsweise kann der Träger ein Halbleiterchip mit einer elektrischen Schaltung sein, die mit dem Sensorelement verbunden ist und zur Verarbeitung eines vom Sensorelement gelieferten Messsignals dient. Das Sensorelement kann auf dem Träger direkt hergestellt werden oder auch nachträglich darauf montiert werden. Bei einem aus Schichten aufgebauten Sensorelement können die Schichten direkt auf dem Träger hergestellt werden.In an embodiment the sensor element is constructed on a support, for example, a Semiconductor chip can be. This carrier can be more electrical Have components that are connected to the sensor element. For example, the carrier a semiconductor chip with an electrical circuit that with the sensor element is connected and for processing one of the sensor element supplied measuring signal is used. The sensor element can be directly on the carrier be manufactured or even subsequently mounted on it. In a layered sensor element, the Layers made directly on the support become.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Magnetfeldsensor einen elektrisch leitfähigen Lötrahmen auf, der auch Teil der Wicklung ist. Der Lötrahmen – auch Lead-Frame genannt – kann insbesondere zur Montierung des Sensorelements dienen, wobei das Sensorelement auch auf einem Träger montiert sein kann, der dann auf dem Lötrahmen befestigt wird. Wenn das Sensorelement auf dem Lötrahmen direkt oder indirekt unter Zwischenfügung eines Trägers montiert ist, befindet sich zumindest ein Abschnitt des Lötrahmens unter dem Sensorelement, so dass dieser Abschnitt bereits einen Teil einer das Sensorelement umgebenden Wicklung bilden kann.In a further embodiment, the Magnetic field sensor on an electrically conductive soldering frame, which is also part of the winding. The soldering frame - also called lead frame - can serve in particular for mounting the sensor element, wherein the sensor element can also be mounted on a support, which is then fastened on the soldering frame. If the sensor element is mounted directly or indirectly on the soldering frame with the interposition of a carrier, at least a portion of the soldering frame is located under the sensor element, so that this section can already form part of a winding surrounding the sensor element.

Um die Wicklung um das Sensorelement mit Hilfe eines Lötrahmens zu bilden, kann auf der Seite des Lötrahmens, auf der das Sensorelement montiert ist, ein Leiter beispielsweise in Bügelform angeordnet werden, der beiderseits des Sensorelements mit dem Lötrahmen elektrisch verbunden ist. Der Leiter weist wenigstens zwei Kontaktstellen mit dem Lötrahmen auf, die beiderseits des Sensorelements liegen. Der Leiter kann auch mehrere Kontaktstellen mit dem Lötrahmen aufweisen, die um das Sensorelement herum angeordnet sind. In einer speziellen Ausführungsform kann der Leiter auch eine Kappe bilden, die das Sensorelement überdeckt und um das Sensorelement herum an vielen Stellen oder über einen zusammenhängenden umlaufenden Bereich mit dem Lötrahmen verbunden ist. Beispielsweise kann der Leiter mit dem Lötrahmen verlötet oder verschweißt sein.Around the winding around the sensor element by means of a soldering frame can form on the side of the soldering frame on which the sensor element is mounted, a conductor are arranged, for example in a bow shape, on both sides of the sensor element electrically connected to the soldering frame is. The conductor has at least two contact points with the soldering frame, which lie on both sides of the sensor element. The leader can also several contact points with the soldering frame have, which are arranged around the sensor element around. In a special embodiment For example, the conductor can also form a cap that covers the sensor element and around the sensor element in many places or over a contiguous one circumferential area with the soldering frame connected is. For example, the conductor with the soldering frame soldered or welded.

Der Magnetfeldsensor weist in einer Ausführungsform ein Gehäuse aus einer nicht leitfähigen Gehäusemasse auf. Die Wicklung kann vollständig innerhalb, vollständig außerhalb oder teilweise innerhalb dieses Gehäuses verlaufen.Of the Magnetic field sensor has a housing in one embodiment a non-conductive housing ground on. The winding can be completely inside, Completely outside or partially within this housing.

Eine vollständig außerhalb des Gehäuses angeordnete Wicklung kann nach Herstellung des Magnetfeldsensors daran befestigt werden oder auf dem Magnetfeldsensor aufgebracht werden. So kann beispielsweise auf einem Gehäuse des Magnetfeldsensors eine leitfähige Schicht abgeschieden oder aufgebracht werden, die das Sensorelement innerhalb des Magnetfeldsensors umgibt und eine Wicklung bildet. Daneben kann die Wicklung auch als separates Teil hergestellt werden und anschließend auf dem Magnetfeldsensor montiert werden. Die elektrisch leitfähige Wicklung kann mit einer isolierenden Hülle oder Beschichtung versehen werden, um Kurzschlüsse von Kontakten zu verhindern, die mit der Wicklung in Kontakt kommen könnten wie beispielsweise Kontakte des Magnetfeldsensors. Dies bietet sich insbesondere bei einer Wicklung in Form eines separaten, nachträglich montiertes Teils an.A Completely outside of the housing arranged Winding may be attached thereto after fabrication of the magnetic field sensor be applied or on the magnetic field sensor. So, for example on a housing the magnetic field sensor is a conductive Layer deposited or applied to the sensor element surrounds within the magnetic field sensor and forms a winding. In addition, the winding can also be produced as a separate part and then on be mounted to the magnetic field sensor. The electrically conductive winding can with an insulating shell or coating to prevent short circuits of contacts, which could come into contact with the winding, such as contacts of the magnetic field sensor. This is particularly suitable for a winding in the form of a separate, subsequent mounted part.

In einer Ausführungsform weist der Magnetfeldsensor einen Lötrahmen, auf dem das Sensorelement montiert ist, und ein Gehäuse aus einer nicht leitfähigen Gehäusemasse auf. Der Lötrahmen weist wenigstens zwei Anschlüsse auf, die die Oberfläche des Gehäuses durchstoßen und somit von Außen zugänglich sind. Diese zwei Anschlüsse des Lötrahmens sind zumindest im Wesentlichen beiderseits des Sensorelements angeordnet und mit einem Leiter verbunden, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mit dem Lötrahmen eine Wicklung bildet, die das Sensorelement umgibt. Die Anschlüsse des Lötrahmens können einfache Fortsätze des Lötrahmens sein. Dazu kann der Lötrahmen in einer Form ausgestanzt werden, die bereits die Fortsätze aufweist.In an embodiment the magnetic field sensor has a soldering frame on which the sensor element is mounted, and a housing from a non-conductive Frame ground on. The soldering frame has at least two connections on that the surface of the housing break through and thus from the outside accessible are. These two connections of the soldering frame are arranged at least substantially on both sides of the sensor element and connected to a conductor, which is arranged outside of the housing is and with the soldering frame forms a winding surrounding the sensor element. The connections of the Lötrahmens can simple extensions of the soldering frame be. For this, the soldering frame are punched out in a mold that already has the extensions.

Bei einem rechteckförmigen Magnetfeldsensor können die beiden Fortsätze sich an gegenüberliegenden Seiten des Magnetfeldsensors befinden. Ein Gehäuse des Magnetfeldsensors kann den Lötrahmen auf einer dem Sensorelement zugewandten Oberseite bedecken und gegebenenfalls auch auf der gegenüberliegenden Unterseite des Lötrahmens. Der Magnetfeldsensor kann weitere Anschlüsse aufweisen, die mit einer elektrischen Schaltung innerhalb des Magnetfeldsensors verbunden sind. Der Lötrahmen und seine Fortsätze, an denen der Leiter angeschlossen ist, können flächig ausgebildet sein und in einer Ebene verlaufen. Weitere Anschlüsse des Magnetfeldsensors können sich aus dem Gehäuse heraus erstrecken, wobei die im Gehäuse befindlichen Enden der Anschlüsse sich in der Ebene des Lötrahmens befinden können und die gegenüberliegenden Enden der Anschlüsse zur Unterseite des Lötrahmens hin ausgelenkt sein können.at a rectangular one Magnetic field sensor can the two extensions on opposite sides Sides of the magnetic field sensor are located. A housing of the magnetic field sensor can the soldering frame Cover on an upper side facing the sensor element and optionally also on the opposite Bottom of the soldering frame. Of the Magnetic field sensor can have further connections, which with a electrical circuit connected within the magnetic field sensor are. The soldering frame and his extensions, where the conductor is connected, can be formed area and in a level. Other connections of the magnetic field sensor can become out of the case extend out, wherein the ends located in the housing of the connections in the plane of the soldering frame can and can the opposite Ends of the connections to the bottom of the soldering frame can be distracted.

Die Wicklung kann auch nur vorübergehend hergestellt werden kann. Dazu kann der Magnetfeldsensor einen Unterbrecher aufweisen, mit dem die Wicklung unterbrochen werden kann. Der Unterbrecher kann jede Vorrichtung sein, mit der sich die Wicklung auftrennen lässt, um einen Stromfluss in der Wicklung zu verhindern. Beispielsweise kann der Unterbrecher eine Lötverbindung sein, die sich auftrennen lässt, oder ein durch mechanische Einwirkung wie Stanzen einfach entfernbarer Wicklungsabschnitt sein. Ferner kann der Unterbrecher ein mechanischer oder elektronischer Schalter oder ein entfernbarer Leiterabschnitt wie beispielsweise ein Jumper im Stromkreis der Wicklung sein.The Winding can also be made only temporarily can be. For this purpose, the magnetic field sensor can have a breaker, with which the winding can be interrupted. The breaker can be any device that breaks the winding leaves, to prevent current flow in the winding. For example the breaker can solder a connection be that can be broken up, or an easily removable by mechanical action such as punching Be winding section. Furthermore, the breaker can be a mechanical or electronic switch or a removable ladder section such as being a jumper in the circuit of the winding.

Eine durch einen Unterbrecher oder einen entfernbaren Wicklungsabschnitt schaltbare Wicklung kann dazu verwendet werden, um vorübergehend für zumindest die Zeitdauer eine geschlossene Wicklung herzustellen, während der der Magnetfeldimpuls zum Herstellen des Permanentmagneten auf das Sensorelement einwirkt. Zum Herstellen einer geschlossenen Wicklung kann ein Magnetfeldsensor mit integriertem Wicklungsabschnitt mit von außen zugänglichen Kontakten verwendet werden, bei dem bei der Fertigung ein beweglicher externer Wicklungsabschnitt an die Kontakte gedrückt und somit eine das Sensorelement umgebende Wicklung gebildet wird. Anschließend kann der Magnetfeldimpuls zum Magnetisieren des Permanentmagnetrohlings erzeugt werden. Daran anschließend kann der externe Wicklungsabschnitt wieder entfernt werden.A switchable by a breaker or a removable winding section winding can be used to temporarily establish a closed winding for at least the time duration during which the magnetic field pulse for producing the permanent magnet acts on the sensor element. For producing a closed winding, a magnetic field sensor with integrated winding section can be used with externally accessible contacts, in which a movable external Wick Pressing section pressed against the contacts and thus a surrounding the sensor element winding is formed. Subsequently, the magnetic field pulse for magnetizing the permanent magnet blank can be generated. Subsequently, the external winding section can be removed again.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.The Invention will be described below with reference to preferred embodiments with reference to the attached Drawing closer explained.

1 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Magnetfeldsensors mit darum herum angeordneter Wicklung gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 shows a schematic front view of a magnetic field sensor with arranged around winding according to a first embodiment,

2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Magnetfeldsensors gemäß 1, 2 shows a schematic side view of the magnetic field sensor according to 1 .

3 zeigt eine Seitenansicht eines gehäusten Magnetfeldsensors mit darum herum angeordneter Wicklung gemäß einer zweiten Ausführungsform, 3 shows a side view of a packaged magnetic field sensor with winding arranged around it according to a second embodiment,

4 zeigt eine Draufsicht des Magnetfeldsensors gemäß 3, 4 shows a plan view of the magnetic field sensor according to 3 .

5 zeigt einen Querschnitt durch einen gehäusten Magnetfeldsensor mit teilweise im Gehäuse verlaufender Wicklung gemäß einer dritten Ausführungsform, und 5 shows a cross section through a packaged magnetic field sensor partially running in the housing winding according to a third embodiment, and

6 zeigt eine Draufsicht des Magnetfeldsensors gemäß 5. 6 shows a plan view of the magnetic field sensor according to 5 ,

In 1 ist eine schematische Vorderansicht eines Magnetfeldsensors oder einfach Sensors dargestellt, der ein Sensorelement 3 auf einem Chip 2 aufweist. Das Sensorelement 3 ist ein flächiger magnetoresistiver GMR-Sensor, wobei das Sensorelement 3 allgemein ein XMR-Magnetfeldsensorelement ist und in einer Variante auch ein TMR-Sensorelement sein kann. Der Chip 2 ist ein Halbleiterbauelement aus Silizium und dient als Träger für das Sensorelement 3. Der Chip 2 weist weiterhin eine elektrische Schaltung auf, die aus im Chip 2 ausgebildeten Halbleiterelementen aufgebaut ist und mit dem Sensorelement 3 verbunden ist. Die elektrische Schaltung im Chip 2 ist eine Schaltung zur Signalverarbeitung eines vom Sensorelement 3 gelieferten Signals. Im vorliegenden Beispiel weist der Chip 2 eine Analogschaltung zur Verarbeitung des vom Sensorelement 3 gelieferten Messsignals und gegebenenfalls eine Digitalschaltung zur weiteren Verarbeitung eines von der Analogschaltung gelieferten Signals auf.In 1 is a schematic front view of a magnetic field sensor or simply sensor shown, which is a sensor element 3 on a chip 2 having. The sensor element 3 is a planar magnetoresistive GMR sensor, wherein the sensor element 3 is generally an XMR magnetic field sensor element and, in one variant, may also be a TMR sensor element. The chip 2 is a semiconductor device made of silicon and serves as a carrier for the sensor element 3 , The chip 2 also has an electrical circuit, which consists of in the chip 2 formed semiconductor elements is constructed and with the sensor element 3 connected is. The electrical circuit in the chip 2 is a circuit for signal processing one of the sensor element 3 delivered signal. In the present example, the chip points 2 an analog circuit for processing of the sensor element 3 supplied measuring signal and optionally a digital circuit for further processing of a supplied signal from the analog circuit.

Das flächige Sensorelement 3 befindet sich in einer Ebene, die senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft. Um die Anordnung aus Chip 2 und Sensorelement 3 herum ist eine Wicklung 1 aus einem leitenden Material angeordnet. Die Wicklung 1 besteht aus einer einzigen Windung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, die eine Kurzschlusswindung bildet und aus einem bandförmigen Leiter in Ringform gebildet wird. Die Wicklung 1 verläuft ober- und unterhalb des Sensorelements 3 parallel zu diesem und besitzt eine senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Längsrichtung.The flat sensor element 3 is in a plane that is perpendicular to the drawing plane. To the arrangement of chip 2 and sensor element 3 there is a winding around 1 arranged of a conductive material. The winding 1 consists of a single turn of copper or a copper alloy, which forms a short-circuit winding and is formed from a band-shaped conductor in ring form. The winding 1 runs above and below the sensor element 3 parallel to this and has a direction perpendicular to the plane extending longitudinal direction.

In 2 ist der Magnetfeldsensor aus 1 in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt. Darin ist zu sehen, dass die Länge der Wicklung 1 größer als die Breite des Magnetfeldsensors ist. Das Sensorelement 3 wird auf beiden Seiten der von ihm gebildeten Fläche vollständig von der Wicklung 1 überdeckt. Der Chip 2 ist breiter als die Wicklung 1, so dass er an beiden offenen Enden der Wicklung 1 übersteht. Diese überstehenden Abschnitte weisen nicht dargestellte Kontaktstellen auf, an denen die Schaltung des Chips 2 mit nach außen führenden Leitungen zum Anschluss der Schaltung in Chip 2 verbunden werden kann.In 2 is the magnetic field sensor off 1 shown in a sectional side view. In it you can see that the length of the winding 1 greater than the width of the magnetic field sensor. The sensor element 3 is completely on both sides of the surface formed by him from the winding 1 covered. The chip 2 is wider than the winding 1 so that it connects to both open ends of the winding 1 survives. These protruding portions have not shown pads, where the circuit of the chip 2 with outgoing leads for connection of the circuit in chip 2 can be connected.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sensors mit einem Gehäuse 4 aus nicht leitender Gehäusemasse und aus dem Gehäuse 4 herausführenden Anschlüssen 5. Die Ausgestaltung des Gehäuses 4 und der Anschlüsse 5 entspricht der Form von oberflächenmontierbaren SMD-Bauteilen. Das Gehäuse 4 ist flächig und rechteckförmig ausgebildet, wobei an zwei gegenüberliegenden Seiten die Anschlüsse 5 jeweils senkrecht zu den Seiten aus dem Gehäuse 4 hervorstehen. Die Anschlüsse 5 sind doppelt gekröpft, so dass die vom Gehäuse 4 abgewandten Enden der Anschlüsse 5 sich zumindest im Wesentlichen parallel zur Ebene des Gehäuses 4 zu dieser versetzt erstrecken. 3 shows a second embodiment of a sensor with a housing 4 made of non-conductive housing material and from the housing 4 leading out terminals 5 , The design of the housing 4 and the connections 5 corresponds to the form of surface mount SMD components. The housing 4 is flat and rectangular in shape, with on two opposite sides of the connections 5 each perpendicular to the sides of the housing 4 protrude. The connections 5 are doubly cranked, so that from the housing 4 opposite ends of the connections 5 at least substantially parallel to the plane of the housing 4 extend to this offset.

Um das Gehäuse 4 herum ist wieder eine Wicklung 1 angeordnet, die aus einer einzigen Windung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht. Die Wicklung 1 besitzt im Wesentlichen die Form eines eckigen Rings.To the case 4 around is a winding again 1 arranged, which consists of a single turn of copper or a copper alloy. The winding 1 has essentially the shape of a square ring.

In 4 ist der Magnetfeldsensor aus 3 in einer Draufsicht abgebildet. Das Gehäuse 4 ist breiter als die Wicklung 1 und steht somit an den offenen Enden der Wicklung 1 hervor. Die Anschlüsse 5 sind an den offenen Seiten der Wicklung 1 angeordnet. Zur Herstellung wird das Gehäuse 4 in einem Zustand, in dem die Anschlüsse 5 noch nicht gekröpft sind und vollständig in der Ebene des Gehäuses 4 verlaufen, in die Wicklung 1 geschoben, dort gegebenenfalls fixiert und werden anschließend die Anschlüsse 5 zweimal gebogen, so dass sie die abgebildete Form erhalten.In 4 is the magnetic field sensor off 3 shown in a plan view. The housing 4 is wider than the winding 1 and thus stands at the open ends of the winding 1 out. The connections 5 are on the open sides of the winding 1 arranged. For the production, the housing 4 in a state where the connections 5 not yet cranked and completely in the plane of the housing 4 run, in the winding 1 pushed, where appropriate, fixed and then the connections 5 bent twice so that they receive the pictured shape.

Die Höhe des Leitermaterials der Wicklung 1 auf der Unterseite des Gehäuses 4 ist geringer als der Abstand der Unterseite des Gehäuses 4 zu dem unteren Ende der Anschlüsse 5, so dass der Sensor nach der Oberflächenmontage mit den Anschlüssen 5 die Fläche erreicht, auf der der Sensor montiert wird.The height of the conductor material of the winding 1 on the bottom of the case 4 is less than the distance of the bottom of the housing 4 to that lower end of the connections 5 so that the sensor after surface mounting with the terminals 5 reaches the area where the sensor is mounted.

In 5 ist ein Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels dargestellt, bei dem die Wicklung zum Teil innerhalb eines Gehäuses verläuft. Das Sensorelement 3 ist wiederum auf einem Chip 2 montiert, der aus einem Halbleitermaterial besteht und eine Schaltung aus im Chip 2 ausgebildeten elektrischen Elementen aufweist. Der Chip 2 wiederum ist auf einem Lötrahmen 6 montiert, der auch Lead-Frame genannt wird, flächig ausgebildet ist und parallel zum Chip 2 bzw. zum Sensorelement 3 verläuft. Der Lötrahmen 6 besteht aus einem Metall oder einer Metalllegierung und insbesondere einer Kupferlegierung. Der Chip 2 und das Sensorelement 3 sind vollständig von einer nicht leitenden Gehäusemasse 9 bedeckt, die gestrichelt gezeichnet ist. Die Gehäusemasse 9 bildet ein Gehäuse 9 des Sensors und bedeckt ebenso eine vom Chip 2 abgewandte Unterseite des Lötrahmens 6. Das Gehäuse weist eine Oberseite auf der dem Sensorelement 3 zugewandten Oberseite des Lötrahmens 6 und eine Unterseite auf der gegenüberliegenden Seite des Lötrahmens auf. Der unterhalb des Chips 2 verlaufende Abschnitt des Lötrahmens 6 bildet einen Teil einer Wicklung, die um das Sensorelement 3 herum verläuft. Dazu weist der Lötrahmen 6 in der Zeichnung links und rechts jeweils einen Fortsatz 10 auf. Die beiden Fortsätze 10 erstrecken sich in der Ebene des Lötrahmens 6. Der Abschnitt des Lötrahmens 6, auf dem der Chip 2 montiert ist, wird im Folgenden auch als Trägerabschnitt bezeichnet. Die Fortsätze 10 erstrecken sich aus dem Gehäuse 9 heraus und sind an ihren außerhalb des Gehäuses 9 befindlichen Abschnitten mit einem Bügel 7 elektrisch verbunden.In 5 is a section of a third embodiment shown, in which the winding extends partly within a housing. The sensor element 3 is again on a chip 2 mounted, which consists of a semiconductor material and a circuit in the chip 2 having trained electrical elements. The chip 2 in turn is on a soldering frame 6 mounted, which is also called lead frame, is flat and parallel to the chip 2 or to the sensor element 3 runs. The soldering frame 6 consists of a metal or a metal alloy and in particular a copper alloy. The chip 2 and the sensor element 3 are completely from a non-conductive housing ground 9 covered, which is drawn by dashed lines. The housing ground 9 forms a housing 9 of the sensor and also covers one from the chip 2 opposite bottom of the soldering frame 6 , The housing has an upper side on the sensor element 3 facing top of the soldering frame 6 and a bottom on the opposite side of the soldering frame. The one below the chip 2 extending section of the soldering frame 6 forms part of a winding around the sensor element 3 runs around. For this purpose, the soldering frame 6 in the drawing left and right one extension each 10 on. The two extensions 10 extend in the plane of the soldering frame 6 , The section of the soldering frame 6 on which the chip 2 is mounted, is hereinafter also referred to as a support section. The extensions 10 extend out of the housing 9 out and are at their outside of the housing 9 located sections with a bracket 7 electrically connected.

Der Bügel 7 besteht aus einem flächigen Leiter aus einer Kupferlegierung und ist vollständig außerhalb des Gehäuses 9 angeordnet. Der Bügel 7 weist einen flächigen Abschnitt auf, der sich parallel zur Oberseite des Gehäuses 9 erstreckt. Seitlich an den Rändern ist der Bügel 7 nach unten gebogen. Der Bügel 7 weist an den Seiten Endabschnitte auf, die die Nähe der Fortsätze 10 erreichen und dort mit diesen beispielsweise durch Lötverbindungen 12 elektrisch verbunden sind. Die Endabschnitte des Bügels 7 können auch mit den Fortsätzen 10 verschweißt werden.The coat hanger 7 consists of a flat conductor made of a copper alloy and is completely outside the housing 9 arranged. The coat hanger 7 has a flat portion that is parallel to the top of the housing 9 extends. Laterally at the edges is the temple 7 bent down. The coat hanger 7 has on the sides end portions, the proximity of the extensions 10 reach and there with these, for example, by solder joints 12 are electrically connected. The end sections of the temple 7 can also with the extensions 10 be welded.

Der Sensor weist Anschlüsse 5 auf, die sich aus dem Inneren des Gehäuses 9 nach Außen erstrecken. Die Anschlüsse 5 verlaufen innen im Gehäuse 9 in der Ebene des Trägerabschnitts des Lötrahmens 6 und erstrecken sich außerhalb des Gehäuses 9 in einer S-Form bis zu einer zu der Unterseite des Gehäuses 9 versetzten Ebene. Der Sensor gemäß 5 weist somit ebenso die Bauform eines oberflächenmontierbaren SMD-Bauteils auf. Die Anschlüsse 5 sind innerhalb des Gehäuses 9 über Bonddrähte 8 mit der Schaltung des Chips 2 verbunden.The sensor has connections 5 on, arising from the interior of the case 9 extend to the outside. The connections 5 run inside the case 9 in the plane of the support portion of the soldering frame 6 and extend outside of the housing 9 in an S-shape to one to the bottom of the housing 9 staggered level. The sensor according to 5 thus also has the design of a surface mount SMD component. The connections 5 are inside the case 9 over bonding wires 8th with the circuit of the chip 2 connected.

In 6 ist eine Draufsicht auf das Magnetfeldsensor gemäß 5 abgebildet, wobei das Gehäuse 9 wiederum gestrichelt gezeichnet ist. In der Zeichnungsmitte ist das Sensorelement 3 abgebildet, das auf dem Chip 2 angeordnet ist. Das Sensorelement 3 ist an seiner Unterseite über nicht dargestellte Leitungen mit der Schaltung im Chip 2 verbunden. Ebenso kann das Sensorelement 3 auch über Bonddrähte mit der Schaltung im Chip 2 verbunden werden. Unterhalb des Chips 2 ist der Trägerabschnitt des Lötrahmens 6 angeordnet, der größer als der Chip 2 ist und an allen Seiten des Chips 2 übersteht. In der Zeichnung links und rechts sind an den Trägerabschnitt des Lötrahmens 6 die Fortsätze 10 angeformt, wobei der Trägerabschnitt auch in der Zeichnung oben und unten kurze Fortsätze 11 aufweist, die Teil des Lötrahmens 6 sind, sich aus dem Gehäuse 9 heraus erstrecken und mit dem Bügel 7 verbunden sein können. Der Bügel 7 ist in 6 nicht dargestellt. Der Bügel 7 überdeckt zumindest das gesamte Sensorelement 3 und überdeckt in dieser Ausführungsform das gesamte Gehäuse 9. Wenn der Bügel 7 auch mit den Fortsätzen 11 elektrisch verbunden ist, erstreckt er sich bis zu den Fortsätzen 11. In diesem Fall entsteht eine Wicklung, die zwei geschlossene Windungen aufweist, die zueinander senkrecht stehen. Damit werden bei allen Magnetfeldimpulsen, deren Ausrichtung parallel zur Fläche des Gehäuses 9 verläuft, Ströme induziert, die entgegenwirkende Magnetfelder erzeugen und somit das Sensorelement vor den Magnetfeldimpulsen geschützt. Die Fortsätze 11 können auch länger ausgeführt sein.In 6 is a plan view of the magnetic field sensor according to 5 pictured, with the case 9 again dashed lines. In the center of the drawing is the sensor element 3 pictured that on the chip 2 is arranged. The sensor element 3 is on its underside via lines not shown with the circuit in the chip 2 connected. Likewise, the sensor element 3 also via bonding wires with the circuit in the chip 2 get connected. Below the chip 2 is the support portion of the soldering frame 6 arranged larger than the chip 2 is and on all sides of the chip 2 survives. In the drawing left and right are to the support portion of the soldering frame 6 the extensions 10 molded, wherein the support portion also in the drawing above and below short extensions 11 which is part of the soldering frame 6 are out of the case 9 extend out and with the strap 7 can be connected. The coat hanger 7 is in 6 not shown. The coat hanger 7 covers at least the entire sensor element 3 and covers the entire housing in this embodiment 9 , When the hanger 7 also with the extensions 11 electrically connected, it extends to the extensions 11 , In this case, a winding is formed which has two closed turns that are perpendicular to each other. Thus, with all magnetic field pulses whose orientation is parallel to the surface of the housing 9 runs, induces currents that generate counteracting magnetic fields and thus protects the sensor element from the magnetic field pulses. The extensions 11 can also run longer.

Das rechteckförmige Gehäuse 9 weist an allen 4 Seiten Anschlüsse 5 auf, von denen jedoch zur besseren Übersichtlichkeit nur die in der Zeichnung rechts abgebildeten mit Bezugsziffern versehen sind.The rectangular housing 9 has ports on all 4 sides 5 However, for the sake of clarity, only those shown in the drawing on the right are provided with reference numerals.

Weiterhin ist eine Strich-Punkt-Linie A-A dargestellt, die den Verlauf der Schnittansicht A-A aus 5 darstellt.Furthermore, a dashed-dotted line AA is shown, the course of the sectional view of AA 5 represents.

Claims (24)

Magnetfeldsensor mit einem Sensorelement (3) und einer das Sensorelement (3) umgebenden geschlossen leitfähigen Wicklung (1).Magnetic field sensor with a sensor element ( 3 ) and a sensor element ( 3 ) surrounding closed conductive winding ( 1 ). Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) ein magnetoresistives Sensorelement (3) ist.Magnetic field sensor according to claim 1, characterized in that the sensor element ( 3 ) a magnetoresistive sensor element ( 3 ). Magnetfeldsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) ein XMR-Sensorelement (3) ist.Magnetic field sensor according to claim 2, characterized in that the sensor element ( 3 ) an XMR sensor element ( 3 ). Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Wicklung (1) eine geschlossene Windung (1) ist.Magnetic field sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the closed winding ( 1 ) a closed turn ( 1 ). Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor einen leitfähigen Lötrahmen (6) aufweist, der Teil der Wicklung (1) ist.Magnetic field sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field sensor comprises a conductive soldering frame ( 6 ), the part of the winding ( 1 ). Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor ein Gehäuse (4, 9) aus nicht leitfähiger Gehäusemasse (9) aufweist.Magnetic field sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field sensor comprises a housing ( 4 . 9 ) of non-conductive housing material ( 9 ) having. Magnetfeldsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (1) vollständig außerhalb des Gehäuses (4) angeordnet ist.Magnetic field sensor according to claim 6, characterized in that the winding ( 1 ) completely outside the case ( 4 ) is arranged. Magnetfeldsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.Magnetic field sensor according to Claim 6, characterized that the winding is complete inside the case is arranged. Magnetfeldsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (6) teilweise innerhalb des Gehäuses (9) angeordnet ist.Magnetic field sensor according to claim 6, characterized in that the winding ( 6 ) partially within the housing ( 9 ) is arranged. Magnetfeldsensor nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Wicklung ein mit dem Lötrahmen (6) verbundener Leiter (7) ist.Magnetic field sensor according to claim 5 and 6, characterized in that a part of the winding is connected to the soldering frame ( 6 ) connected conductors ( 7 ). Magnetfeldsensor nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.Magnetic field sensor according to claim 6 and 10, characterized characterized in that the conductor is at least partially outside of the housing is arranged. Magnetfeldsensor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (7) vollständig außerhalb des Gehäuses (9) angeordnet ist und Verbindungsstellen (10) zwischen dem Lötrahmen (6) und dem Leiter (7) außerhalb des Gehäuses (9) angeordnet sind.Magnetic field sensor according to claim 10 or 11, characterized in that the conductor ( 7 ) completely outside the case ( 9 ) and connecting points ( 10 ) between the soldering frame ( 6 ) and the leader ( 7 ) outside the housing ( 9 ) are arranged. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötrahmen (6) einen flächigen Trägerabschnitt aufweist, auf dem das Sensorelement (3) montiert ist und der mit einem Kontaktabschnitt (10) des Lötrahmens (6) verbunden ist, wobei wenigstens ein Kontaktabschnitt (10) sich in der Ebene des Trägerabschnitts erstreckt und mit dem Leiter (7) verbunden ist.Magnetic field sensor according to one of claims 10 to 12, characterized in that the soldering frame ( 6 ) has a flat support portion on which the sensor element ( 3 ) and which is connected to a contact section ( 10 ) of the soldering frame ( 6 ), wherein at least one contact section ( 10 ) extends in the plane of the support section and with the conductor ( 7 ) connected is. Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung mehrere geschlossene Windungen aufweist.Magnetic field sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the winding has a plurality of closed turns having. Magnetfeldsensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Windungen einen Winkel einschließen.Magnetic field sensor according to Claim 14, characterized that the longitudinal axes the turns include an angle. Magnetfeldsensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung mindestens drei Windungen aufweist, deren Längsachsen in einer Ebene verlaufen.Magnetic field sensor according to Claim 15, characterized in that the winding has at least three turns whose longitudinal axes run in a plane. Magnetfeldsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor eine Unterbrecher zum Unterbrechen der Wicklung (1) aufweist.Magnetic field sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field sensor comprises a breaker for interrupting the winding ( 1 ) having. Sensormodul mit einem Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und einem Permanentmagneten.Sensor module with a magnetic field sensor after a the claims 1 to 17 and a permanent magnet. Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls nach Anspruch 18, bei welchem Verfahren der Magnetfeldsensor zusammen mit einem Magnetrohling zu dem Sensormodul montiert wird und anschließend der Magnetrohling magnetisiert wird.Method for producing a sensor module according to Claim 18, in which method, the magnetic field sensor together is mounted with a magnetic blank to the sensor module and then the Magnet blank is magnetized. Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls mit einem Permanentmagneten und einem ein Sensorelement (3) und einen ersten Wicklungsabschnitt (6) aufweisenden Magnetfeldsensor, bei welchem Verfahren der erste Wicklungsabschnitt (6) mit einem zweiten Wicklungsabschnitt (7) derart verbunden wird, dass die beiden Wicklungsabschnitte (6, 7) eine das Sensorelement (3) umgebende Wicklung (1) bilden, und anschließend der Magnetrohling magnetisiert wird.Method for producing a sensor module with a permanent magnet and a sensor element ( 3 ) and a first winding section ( 6 ) magnetic field sensor, in which method the first winding section ( 6 ) with a second winding section ( 7 ) is connected such that the two winding sections ( 6 . 7 ) one the sensor element ( 3 ) surrounding winding ( 1 ), and then the magnet blank is magnetized. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wicklungsabschnitt (6) ein Leiterrahmen (6) des Magnetfeldsensors ist.A method according to claim 20, characterized in that the first winding section ( 6 ) a lead frame ( 6 ) of the magnetic field sensor. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) auf dem Leiterrahmen (6) montiert ist und der Leiterrahmen (6) flächig ausgebildet ist und Anschlüsse (5) und Fortsätze (10) aufweist, wobei die Anschlüsse (5) mit einer elektrischen Schaltung des Magnetfeldsensors verbunden sind und der zweite Wicklungsabschnitt (7) mit den Fortsätzen (10) verbunden wird.A method according to claim 21, characterized in that the sensor element ( 3 ) on the lead frame ( 6 ) and the lead frame ( 6 ) is flat and connections ( 5 ) and extensions ( 10 ), the connections ( 5 ) are connected to an electrical circuit of the magnetic field sensor and the second winding section ( 7 ) with the extensions ( 10 ) is connected. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wicklungsabschnitt (7) nach dem Magnetisieren des Magnetrohlings entfernt wird.Method according to one of claims 20 to 22, characterized in that the second winding section ( 7 ) is removed after magnetizing the magnet blank. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet dass der Magnetrohling mittels eines Magnetfeldimpulses magnetisiert wird.Method according to one of claims 19 to 23, characterized the magnet blank is magnetized by means of a magnetic field pulse becomes.
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