DE3707419A1 - Magnetfeldsensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Magnetfeldsensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Magnetfeldsensoren, z.B. der Typ KMZ10B der Fa. Valvo oder der Typ DM-211 der Fa. Sony besitzen als Träger einen Siliziumkristall. Auf diesem sind die Anschlußelektroden vorhanden und die äußeren Anschlußkontakte sind über angebondete Drähte in für integrierte oder Hybrid-Schaltkreise bekannter Weise mit diesem verbunden. Dies bedingt eine aufwendige Herstellung der Magnetfeldsensoren.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Herstellung von Magnetfeldsensoren der genannten Art zu vereinfachen und zugleich so zu gestalten, daß eine einfache Endmontage und ein einfacher Anschluß an eine zugehörige Auswerteschaltung möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Hierdurch braucht der Magnetfeldsensor nicht mehr extra kontaktiert zu werden und die Leitungszüge können in bei flexiblen gedruckten Schaltungen bekannter Weise an den zugehörigen Schaltkreis angeschlossen werden.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Magnetfeldsensor,

Fig. 2 und Fig. 3 je eine Prinzipdarstellung eines Montagezustandes in einer Seitenansicht.

Mit 1 ist ein nach Art einer flexiblen gedruckten Schaltung aus einem dünnen, biegsamen und elektrisch isolierenden Material bestehender Träger eines Magnetfeldsensors 2 bezeichnet. Besonders geeignet sind Folien aus Polyimid, Polyäthylenterephthalat, Polycarbonat etc. Die Foliendicke kann vorteilhaft etwa 0,2 bis 0,8 mm betragen. Der Träger 1 ist mit Kontaktzonen 3, 4, 5 und 6 und Leitungsbahnen 7, 8, 9, 10 und 11, vorzugsweise aus Kupfer, versehen. Die Kontaktzonen und die Leitungsbahnen können noch mit wenigstens einer Deckschicht aus Zinn, Silber oder Gold etc. versehen sein. Die Leitungsbahnen 7 bis 11 enden in Anschlußkontaktflächen 12, 13, 14, 15 und 16. Zwischen dem den Anschlußkontaktflächen 12 bis 16 abgewandten Enden der Leitungsbahnen 7 bis 11 und zugeordneten Kontaktzonen 3 bis 6 sind magnetfeldabhängige Widerstände 17 bis 24 als dünne Schichten aus ferromagnetischem Material beispielsweise durch Aufdampfen oder Sputtern so aufgebracht, daß deren eines Ende je eine der Leitungsbahnen 7 bis 11 und deren anderes Ende je eine der Kontaktzonen 3 bis 6 kontaktiert. Durch die dargestellte Anordnung können die magnetfeldabhängigen Widerstände in Brückenschaltung zusammengeschaltet werden. Vorzugsweise sind jeweils wenigstens vier magnetfeldabhängige Widerstände vorhanden, um eine Brückenschaltung realisieren zu können.

Ein derart aufgebauter Magnetfeldsensor 2 kann in einfacher Weise mittels der Anschlußkontaktflächen 12 bis 16 z.B. durch einfachen Kontaktdruck oder durch Löten etc. mit einer Auswerteschaltung verbunden werden, ohne daß Drähte angebondet werden müssen. Außerdem können die magnetfeldabhängigen Widerstände 17 bis 24 an der günstigsten Stelle eines Sensorbausteines oder seines Einsatzplatzes angeordnet werden, wobei die Anschlußkontaktflächen um Ecken herum verlegt und an einer entfernten Stelle einfach kontaktiert werden.

Eine Montagemöglichkeit ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Dabei sind die magnetfeldabhängigen Widerstände 17 bis 24 parallel zu einer magnetisierbaren Polplatte 25 angeordnet, z.B. auf diese isolierend aufgeklebt. Dies kann beispielsweise durch einen beidseitig klebenden Isolierstreifen erfolgen. Senkrecht zur Polplatte 25 ist ein Magnet 26 in Form eines Stabmagneten oder einer Magnetplatte angebracht. Dadurch verläuft das Magnetfeld in der Polplatte 25 in Längsrichtung parallel zu den magnetfeldabhängigen Widerständen 17 bis 24. Diese Art der Anwendung eines Hilfsmagnetfeldes wird verwendet, um Störungen durch unerwünschte Fremdmagnetfelder auszuschalten.

Der von den magnetfeldabhängigen Widerständen 17 bis 24 freie Teil des Trägers 1 ist um die Polplatte 25 herumgeführt und verläuft beispielsweise entlang dem Magneten 26. Dort kann er in einfacher Weise kontaktiert werden.

Wie in der Fig. 2 gezeigt, können auf dem Träger 1 elektronische Bauelemente 27, 28 z.B. aufgelötet sein. Hierzu sind die Leitungsbahnen entsprechend einem gewünschten Schaltungsmuster einer Auswerteschaltung angebracht und die Bauelemente vorzugsweise in der sogenannten SMD-Technik aufgebracht. Hierunter versteht man ein Verfahren, bei dem elektronische Bauelemente verwendet werden, die unmittelbar auf die Oberfläche einer gedruckten Schaltung etc. aufgelötet werden können. Der Anschluß an einer Betriebsspannung erfolgt in bei flexiblen Schaltungen üblicher Weise.

In Fig. 3 ist noch ein Abstandshalter 29 zwischen der Polplatte 25 und den magnetfeldabhängigen Widerständen 17 bis 24 vorgesehen. Dieser kann der vorerwähnte doppelseitig klebende Isolierstreifen oder eine auf die Polplatte 25 aufgeklebte Isolierplatte oder Isolierfolie sein. In vorteilhafter Weise kann die mit Schaltungsbahnen und den Leitungsbahnen sowie den magnetfeldabhängigen Widerständen versehene Seite des Trägers 1 mit einer isolierenden, flexiblen Deckschicht 30 versehen sein, z.B. mit einer Lackschicht. Diese wird zweckmäßig schon vor dem Auflöten von elektronischen Bauelementen aufgebracht, wobei Kontaktstellen zum Auflöten derselben freibleiben. Die Deckschicht 30 kann aber auch erst nachträglich oder eine weitere zusätzliche Deckschicht 30 nachträglich über die gesamte Einheit des Magnetfeldsensors 2 aufgebracht werden.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Verhältnis von Länge L des Trägers 1 zur Breite B des bzw. der magnetfeldabhängigen Widerstände 17 bis 24 mindestens 2:1.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besitzt der Träger 1 zwischen den magnetfeldabhängigen Widerständen und einem Bereich C, der eine Schaltung mit elektronischen Bauelementen 27, 28 aufweist, einen unbestückten Abschnitt A (Fig. 2). Ggf. kann es zweckmäßig sein, den Bereich C mit elektronischen Bauelementen 27, 28 als selbständige Schaltungseinheit auf einem flexiblen oder biegesteifen oder starren Schaltungsträger 1.1 (Fig. 3) vorzusehen und mit den Anschlußkontaktflächen 12 bis 16 zu kontaktieren. Dies hat den Vorteil, daß der Schaltungsträger 1.1 aus einem Material höherer mechanischer und/oder thermischer Beständigkeit und/oder besserer Wärmeleitfähigkeit bestehen kann. Er besteht z.B. bei biegesteifer Ausführung aus Hartpapier, glasfaserverstärktem Epoxidharz etc. oder bei starrer Ausführung aus Keramik, insbesondere auf der Basis von Aluminiumoxid. Der Schaltungsträger 1.1 kann auch als doppelseitig mit Leitungsbahnen versehenes Substrat ausgebildet sein.

Der Magnetfeldsensor 2 ist, ggf. mit zugehöriger Auswerteschaltung, in ein nicht dargestelltes Gehäuse eingesetzt und ggf. darin vergossen oder er ist mit einem Kunststoffgehäuse umspritzt oder umgossen.

Claims (14)

1. Magnetfeldsensor mit wenigstens einem auf einem Träger als dünne ferromagnetische Schicht aufgebrachten magnetfeldabhängigen Widerstand und zugehörigen Anschlußkontaktflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus einer dünnen, biegsamen isolierenden Folie besteht und außer den Anschlußkontaktflächen (12, 13, 14, 15, 16) weitere, mit diesen in elektrischer Verbindung stehende Leitungsbahnen (7, 8, 9, 10, 11) vorgesehen sind.

2. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus einer flexiblen gedruckten Schaltung besteht, auf der der bzw. die magnetfeldabhängigen Widerstände (17 bis 24) nach Herstellung der Leitungszüge (7 bis 11) aufgebracht ist bzw. sind.

3. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) als etwa der Breite (B) der magnetfeldabhängigen Widerstände (17 bis 24) entsprechend breiter Streifen ausgebildet ist, dessen Verhältnis Länge (L) zur Breite (B) mindestens 2:1 ist.

4. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) zugleich als Träger für elektronische Bauelemente (27, 28) dient und mit einer zugehörigen Schaltung entsprechenden Leitungsbahnen versehen ist.

5. Magnetfeldsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente (27, 28) als oberflächenmontierbare Bauelemente ausgebildet und entsprechend aufgelötet sind.

6. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) zwischen den magnetfeldabhängigen Widerständen (17 bis 24) und den elektronischen Bauelementen (27, 28) einen unbestückten Abschnitt (A) aufweist.

7. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung in Form von Leitungsbahnen sowie zugehörige elektronische Bauelemente (27, 28) auf einem gesonderten Schaltungsträger (1.1) angebracht sind und der Schaltungsträger (1.1) mit den Anschlußkontaktflächen (12 bis 16) des Trägers (1) der magnetfeldabhängigen Widerstände (17 bis 24) mechanisch und elektrisch verbunden ist.

8. Magnetfeldsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger (1.1) aus flexiblem isolierenden Material besteht.

9. Magnetfeldsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger (1.1) aus einem biegesteifen Material besteht.

10. Magnetfeldsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger (1.1) aus Keramik besteht.

11. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) auf der Seite der Leitungsbahnen (7 bis 11) mit Ausnahme der zum Auflöten von elektronischen Bauelementen (27, 28) vorgesehenen Kontaktstellen mit einer flexiblen isolierenden Deckschicht (30) versehen ist.

12. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) und/oder der Schaltungsträger (1.1) aus Polyimid besteht.

13. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (2) wenigstens vier in Brückenschaltung zusammengeschaltete magnetfeldabhängige Widerstände aufweist.

14. Magnetfeldsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er in ein Gehäuse eingebaut oder mit einem Gehäuse umspritzt oder umgossen ist.