KR20160048917A - 통합된 연자성 층을 포함하는 전자기 유도 센서 및 전자기 유도 센서의 생산을 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측정 물체에 대한 거리에 따라 변화하지만 일시적으로는 일정한 자기장을 이용하여 경로 또는 거리 측정을 하는 유도 센서를 위한 센서 소자와 관련이 있으며, 얇은 강자성 원료는 기판에 통합된다. 또한, 본 발명은 센서 소자의 생산을 위한 공정 뿐만 아니라 센서 소자를 포함하는 센서와 관련이 있다.

Description

통합된 연자성 층을 포함하는 전자기 유도 센서 및 전자기 유도 센서의 생산을 위한 방법{INDUCTIVE SENSOR COMPRISING INTEGRTED SOFT MAGNETIC LAYER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 센서 소자 및 센서의 생산을 위한 공정 뿐만 아니라 경로 또는 거리 측정을 위한 전자기 유도 센서에 대한 센서 소자와 관련이 있으며, 센서는 센서 소자를 포함한다.
관례로부터, PCB(인쇄 회로 기판) 상의 평면 코일로 실현되는 표준화된 적용을 위한 MDS(자석발전기-유도 이동) 센서가 잘 알려져 있다. 이러한 다양한 종류의 MDS에서, 얇은 강자성 박막이 측정 코일 또는 송신기에 부착된다. 이는 다양한 방식으로 발생할 수 있다. 다음은 이전의 해결책의 응용으로써 잘 알려져 있다:
접착층(접착층을 가지는 양면 테이프 또는 캐리어 스트립(carrier strip))에 의해서, 강자성 박막(foil)은 박막 캐리어(foil carrier)에 부착된다. 바람직하게, 박막 캐리어는 구리 표면(와전류 센서) 또는 부가적인 코일 또는 박막이 적용되어야 할 영역 바로 아래에서 서로 옆으로 놓여 있는 두개의 도체선(송신기)을 가지는 회로 기판이다. 예를 들어, 접촉을 통한 간섭을 최소화하기 위해, 구리 표면은 평가 전자들(evaluation electronics)에 대하여 확인된 퍼텐셜(potential) 상에 놓이거나, 부가적인 코일과 접촉해야 한다. 어느 경우에도, 접촉을 위한 가능성을 생성할 필요가 있다. 소량을 위한 수동 가공이 실현 가능하다.
본 발명은 경로 또는 거리 측정을 위한 유도 센서에 대한 센서 소자를 명시하는 작업을 기반으로 하며, 센서는 센서 소자와 센서의 생산을 위한 공정 뿐만 아니라 센서 소자를 포함한다. 특히, 본 발명에서는 재현 가능한 결과와 함께 대량 생산을 위한 자동화된 생산이 가능하다.
본 발명에서 센서 소자와 센서는 비용 효율적으로 생산되게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 청구항 제1항, 제8항 및 제13항에 통합된 특징들에 의하여 달성된다. 따라서, 본 발명에 따른 센서 소자는 측정 물체로의 거리에 따라 변화하나 일시적으로는 일정한 자기장에 의하여 차별화되는 센서 소자를 나타낸다. 강자성 원료는 공정 내의 기판 내에 통합된다.
바람직한 방식으로, 본 발명의 장치를 갖추고 본 발명에 교시된 내용을 실행하기 위한 다양한 선택들이 있다. 이러한 주제에서, 한편으로는 제1항에 종속된 청구항들에 대한 참조가 이루어져야 하며, 다른 한편으로는, 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 다음의 서술에 대한 참조가 이루어져야 한다. 도면에 기초한 본 발명의 바람직한 실시예들의 서술에 따라, 본 발명에서 교시하고 있는 일반적인 다른 바람직한 실시예들과 구현들 또한 서술될 것이다.
도 1은, 본 발명에 따른 센서 소자와 함께 본 발명에 따른 평면 센서(구체적으로 각각 두개의 강자성 및 두개의 유도 박막을 가지는 MDS)의 예시적 실시예의 개략도이다.
도 2는, 잘 알려진 그 자체로 고려된, 자기장 강도 H에 걸친 투자율(magnetic permeability) μ의 플롯(plot)의 개략도이다.
도 3은, 박막 캐리어가 코일과 함께 회로 기판 상에서 조립되는, 본 발명에 따른 센서 소자를 가지는 본 발명에 따른 센서의 예시적 실시예의 개략도이다.
도 4는, 박막 팩이 회로 기판에 적용되는 부가적인 실시예에 따른 개략도이다.
도 5는, 회로 기판층 구조의 개략도이다.
도 6은, 스트립(strip)으로써 회로 기판을 생산하는 동안에 삽입된 박막 스트립의 개략도이다.
도 7은, 고온에 적용하기 위한 MDS의 개략도이다.
평면 센서의 구현은 기본 작업으로부터 일어나는 요구사항에 근접한다. 가장 단순한 경우에서, 구조는 박막 및 평면 코일로 구성된다. 이러한 조직은 아직 덮이지 않은 코일의 측면에 부가적인 박막을 추가하는 것을 통하여 센서 민감도에 대하여 향상될 수 있다. 효과의 부가적인 확대는 코일에서 떨어져 있는 연 자성 박막의 각 측면에 전도체, 비 강자성 박막(예를 들어, 구리 또는 알루미늄으로 이루어져 있다)의 부가적인 부착을 통하여 달성되며, 이는 도 1에 도시되어 있다.
코일은 침투 깊이가 박막의 두께와 동일한 크기의 주파수 범위 내에서 작동된다. 비투자율(relative permeability)의 플롯(plot)은 장의 세기(field strength)에 종속되며, 따라서, 자기장의 영향에서, 도 2에 예시적으로 도시된다. 자석이 접근함에 따라 및 자석의 최대 값을 통과한 후에, 비투자율은 감소한다. 감소 기울기는 MDS를 위한 작업 범위이다. 이러한 감소의 결과로, 연 자성 박막 내의 침투 깊이는 증가하며, 와전류에 대한 침투 깊이의 계산을 통하여 용이하게 이해될 수 있다. 자기 박막이 전도성이기 때문에, 와전류는 와전류가 형성되는 곳 내에서 와전류 센서의 자기장에 대한 반대 필드(opposing field)를 형성한다. 이러한 필드로부터 형성되는 사전 감쇠를 가능한 한 낮게 유지하기 위해, 박막은 가능하면 전도도가 작아야 한다.
즉, 작업 범위의 시작에서, 자석이 더 멀리 떨어졌을 때, 투자율은 높고 침투 깊이는 짧으며, 따라서, 거의 배타적으로, 와전류 센서는 박막의 투자율에 의해 영향을 받는다. 이는 코일의 전자기 유도성을 높인다. 즉, 작업 범위의 끝에서, 자석이 훨씬 근접할 때, 투자율은 매우 낮으며, 따라서, 전도도(반대 필드)의 감쇠 특징들은 우세하다. 동시에, 와전류가 감소하며, 따라서, 반대 필드 또한 약해지는 결과를 견디는 박막의 두께를 넘는 침투 깊이는 증가한다. 이는 측정 효과의 약화로 이어진다. 연자성 박막의 두께를 초과하는 침투 깊이의 경우, 도 1의 실시예에 따른 부가적인 전도성, 비 강자성 박막은, 낮은 특정 저항 및 거의 1의 상대적인 투자율의 이점을 가지면서, 투과 깊이가 강자성 박막의 두께를 초과할 때 조차도 여전히 코일에 영향을 주는 부가적인 와류로 이어진다. 이는 투과성 내에서 변화에 의해 결정된 측정 효과의 감소에 대응한다.
다음으로, 아주 작은 자기 거리의 경우, 만일 작은 거리로 전도성 원료에 대하여 측정을 해야 한다면, 와전류 센서는 마치 강자성 박막은 존재하지 않는 것과 유사한 방식으로 작동한다. 이후에, 와전류 센서 코일은 최소의 전자기 유도성을 가진다. 자기의 영향에서, 와전류 센서의 양쪽 측면들 상의 대칭 구조는, 100% 보다 용이하게 큰, 임피던스(impedence) 내의 매우 큰 변화를 유발한다. 그러한 큰 측정 효과는 높은 해상도 및 센서 민감도로 이어진다. 이로부터, 생성되는 센서 특성들은 또한 구조와 관련된 파라미터들에 종속된다는 것이 분명하게 이해될 수 있다. 모양과 형태의 디자인 뿐만 아니라, 코일과 박막의 숙련된 배열을 통하여, 자기 거리와 측정 신호 사이의 투과성의 하강 기울기에 걸친 거의 선형의 관계가 생성될 수 있다.
만일 MDS가 "송신기"로 이루어져 있다면, MDS의 기능은 투과 깊이와 이로 인한 차폐 효과와 같이 서술될 수 있다. 강자성 박막은 두 개의 코일들 사이에 위치하며, 경제적인 해결책을 제공하기 위해, 두 개의 코일들 각각은 인쇄 회로 기술을 이용하여 구현된다. 도 2에 도시된 주요 특징 곡선과 함께, 작업은 단지 μmax 우측에서만 발생되어 다음의 효과를 산출한다는 것을 가정한다:
큰 자기 거리의 경우, 박막 내의 효과적인 μr 또한 크며, 또한 차폐 효과도 크다. 제2 코일(2차적 코일) 상의 제1 코일(최초 코일)의 결합계수는 작다. 따라서, 전송된 전압 진폭은 작다. 자석이 다가옴에 따라, 상대적인 투자율은 자석에 대한 위치의 가장 근접한 가능한 위치에 대응하는 최소값까지 감소한다. 이러한 경우, 상대적인 투자율은 최소이며, 따라서, 최초 측면과 2차적 측면 사이의 자기 커플링은 최대이다. 다음으로, 2차적 코일 상의 측정 가능한 전압 진폭은 최대이다. 신호 증폭은 단순히 2개의 코일들 사이의 권선비(turns ratio)를 통해 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 구조는 자석 위치를 향해 매우 큰 민감도를 나타내고, 임피던스가 없는 부가적인 이점을 제공하나, 단지 전류 또는 전압 증폭만이 분석되어야 한다. 또한, 구조적인 오차는 센서 소자의 재생산성에 직접 대응하는 것이 분명하다. 또한, 최소한의 구성으로, 송신기는 연자성 박막을 통하여 결합되어 서로 근접하여 위치한 단지 두개의 스트립 도체의 형태로 실현될 수 있다.
양쪽 모두의 경우에서 산란을 가능한 한 작게 유지하고 트리밍(trimming)이 없더라도 산란을 작게 유지할 수 있게 하기 위해, 안전한 제조 방법으로 그러한 센서의 구조를 구현할 필요가 있다.
만일 박막 캐리어가 도 3에 도시된 바와 같은 회로 기판으로 실현된다면, 이는 적층된 구리 박막을 포함할 수 있다. 연자성 박막은 플레이트의 후면부 상, 즉, 인쇄된 회로 기판 상에 적용된다. 플레이트는 회로 기판으로 조립되고 코일은 통합된다. 납땜 페이스트 또는 납땜 공정을 통하여, 박막의 플레이트에서 코일로의 거리는 단지 조건적으로 재생성될 수 있다.
만일 박막 캐리어가 플레이트로 인식된다면, 납땜면들은 측면 또는 후면에 부착될 수 있다. 이러한 납땜면들은 특정한 간격을 가지고, 접착층과 강자성 박막에 종속되고, 측정용 평면 코일의 특징을 이루는 것에 주의해야 한다. 이는 단지 위에 언급된 실시예들 상의 납땜 페이스트에 대응하는 적용에 의해서만 연결될 수 있다. 이러한 점에서, 자동화되고 표준화 된 조립이 가능하다. 측정 코일과 강자성 박막의 간격은 측정 결과와 직접 대응하기 때문에, 공정 변동과 납땜 페이스트의 강화된 적용에 따른 간격 오차 조건으로 인한, 이러한 방식으로 생산된 측정 소자들 사이의 강화된 산란은 고려되어야 한다. 납땜 공정 동안의 부가적인 중압 또는 박막 캐리어의 보강은 개선될 수 있다. 그러나, 이는 부가적인 작용력을 요구하며, 표준화된 생산에 반대된다.
개선은 연자성 박막이 소자로서 구리 박막 상으로 실장된(플레이트가 없음) 도 4의 실시예에 따라 얻어질 수 있다. 더 정확하게, 본 발명에서 박막 캐리어는 더 전도성이 있는 박막으로 실현된다(단지 부가적인 전도층을 가진 변형에서만 가능하다). 상류 공정 단계에서, 접착층의 도움으로, 강자성 박막은 전도성이 있는 박막(구리, 알루미늄 등)에 적용된다. 이는, 예를 들면, 롤투롤 공정(roll-to-roll process)에서 일어날 수 있다. 이러한 방식으로 제조된 박막 패킷은 자동으로 조립될 수 있다. 공정의 안정성을 위한 압력의 부가적인 인스턴스는 유용하다. 구리 표면의 접촉은 구리 박막 상의 납땜 지점에 의해 제공된다. 이러한 공정을 위해서, 다음의 가능성이 존재한다:
박막 패킷은 구리 박막이 강자성 박막 위로 돌출되어야 하거나 부가적인 부분적 납땜이 실제의 납땜 공정의 후속이어야 하는 가장자리에서 납땜 페이스트 인쇄를 덮는다. 이는 동일한 크기의 박막의 부품들 사이의 안정적인 전도성 연결을 보증한다. 재료 변화의 효과에 부가하여, 센서 소자들 사이의 간격은 일차적으로 측정 코일에 대한 박막 패킷의 위치 정확도에 의해 영향을 받는다. 그러나, 또한,앞에서 언급한 대로, 납땜 공정에서 현저하게 낮은 정도의 간격이라 하더라도, 접착층의 두께 변화는 제어에 영향을 준다.
표준화된 공정으로 생산 공정이 발생할 수 있게 하는 주목할 만한 단계는 도 5와 관련하여 상세하게 서술될 수 있다. 이는, 적용이 가능하다면, 코일에 따라, 연자성 박막과 구리 박막은 회로 기판 또는 플레이트에 통합된다. 구조적 구성요소와 같이, 이러한 목적은 임의의 회로 기판 또는 더 일반적으로는 임의의 회로 캐리어에 배치될 수 있는 센서 모듈을 생성하는 것이다. 코일은 회로 기판 구성을 통하여 다시 한번 생산된다:
강자성 박막은 코일층들과 하나 이상의 절연층들 이후에 놓인다(도 6 참조). 하나의 (또는 하나 이상의) 부가적인 절연층들은 강자성 박막 위에 위치한다. 이러한 방식으로, 가장 단순한 센서 모듈이 구성될 수 있다. 부가적인 전도층 또는 코일층(들)은 처음에 서술된 구조(송신기 또는 와전류 센서)를 이루는 것을 가능하게 한다.
부가적인 구리층과 함께, 센서 모듈의 민감도를 부가적으로 증가시키기 위해, 층 구조는 다른 방향으로 코일층에 대칭적으로 지지될 수 있다. 외부 구리표면은 부가적인 광택제(솔더 레지스트(solder resist))에 의해 보호될 수 있다. 모듈 치수 뿐만 아니라 코일 및 박막의 형상과 센서 모듈의 기능하는 부품들 사이의 간격은 적용가능한 측정 요구 사항으로 조정될 수 있다. 도체 표면에 대한 코일 연결과 접촉 표면은 가장자리 또는 표면상의 금속화를 통해서 측면 방향으로 실현될 수 있다. 측면 접촉 옵션은 자동화 공정 내에서 조립된 이후의 광학 측정을 단순화하고, 각각의 층들의 부가적인 연결을 통한 구조를 안정화시키며, 단지 센서 모듈의 최소의 확장만으로도 생산될 수 있다. 접촉의 변형들 모두는 표면에(SMD) 자동화된 실장을 가능하게 한다. 강자성 재료는 테이프 형태 또는 평평한 박막 형태 중 어느 하나이다.
가장 단순한 경우, 만일 재료는 도입되기 전에 테이프 형태에서 적절한 스트립으로 절단되어야 한다면, 스트립 길이는 센서 모듈 길이의 배수에 대응될 수 있다. 정해진 모듈 길이로의 절단은 생산 패널에서 완료된 센서 모듈의 분리를 통하여 일어난다. 만일 박막의 영역 내에서 관통연결이 필요하고 포일과 전기적인 접촉이 회피되어야 한다면(신호선들이 운영되거나 코일이 다른 위치에서 계속 이어져야 하는 경우), 강자성 스트립은 대응하는 영역(예를 들어, 펀치아웃(punching-out)을 통하여)에서 가공되어야 한다. 그러나, 또한, 관통연결은 "블라인드 비아(blind via)"로 구현되는 코일의 생산에 필요하며, 불필요한 박막의 부가적인 기계 가공을 유발한다. 특히, "단단하고 탄력있는 회로 기판"으로 알려진 생산에서 부가적인 스트립들 또는 자유 형태의 부설은 관습적이다.
만일 원료가 평평하다면, 정해진 구조는 천공될 수 있으며, 완전한 생산패널을 위한 정렬 마크들이 고려될 수 있다. 이후에, 재료는 독립적인 층으로써 직접 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 센서 모듈의 조직과 가공을 위해 기존의 수량 가공이 사용되는 것을 보증하며, 센서 모듈은 단지 최소한의 조정만을 필요로 한다. 이러한 기술은 또한 센서 모듈과 평가회로를 동일한 회로 기판으로 통합하기 위해 이용될 수 있다. 그렇다면, 센서 소자의 부가적인 조립은 불필요해진다. 그러나, 회로의 디자인과 수량에 따라, 두개의 기능 유닛들의 분리는 도움이 된다는 것이 고려되어야 한다.
회로 기판으로 통합을 위한 부가적인 관련된 특징들은,
- 회로 기판 내 박막의 센서 소자/통합을 보호하고, 환경적 영향으로부터 보호하고;
- 낮은 허용 오차의 자동화된 공정을 가지며; 작은 오차를 가지고, 재생 가능성이 있으며, 박막과 코일 사이에 정의된 간격을 가지고;
- 적당한 수량에서도 비용 효율적인 연속 생산이 되며;
- 센서 소자는 평가회로와 함께 하나의 회로 기판에 통합되며;
- 더 소형화되며 통합(센서 소자의 상부 상의 평가 회로)되고; 회로 기판으로 센서 소자의 통합은 회로 기판의 표면에 평가 전자의 배치를 가능하게 하여, 요구되는 간격의 감소로 이어지며;
- 이미 공정의 구성요소인 민감도를 증가시키기 위한 부가적인 구리 박막을가지고; 플레이트로 구리층의 도입은 생산에서 표준에 대응하여, 비용효율적이며;
- 박막의 배향을 통하여, 선형성이 영향을 받을 수 있고; 박막 또는 코일의 길이, 폭 또는 형태는 특성 곡선을 선택적으로 설정하거나 특성 곡선에 영향을 주기 위해 사용될 수 있으며;
- 스트립 도체 센서의 생산을 하고(두개의 평행한 스트립 도체들 또한 가능); 블라인드 변압기(blind transformer)가 송신기로써 실현될 수 있게 하는 특징들을 포함한다.
확립된 표준 공정으로 생산되고, 또한 증가한 온도 범위의 개발목적을 달성할 수 있는 센서 모듈을 위한 부가적인 가능성은 측정에 필요한 강자성 원료를 세라믹 회로 캐리어에 결합함으로써 이루어질 수 있다. 이를 구현할 수 있게 하기위해, 큰 온도 범위를 포함할 수 있는 강자성 원료를 사용할 필요가 있다. 무정형의 원료들은 퀴리온도(Curie temperature)보다 훨씬 낮은 온도에서 이미 자기 속성의 근본적인 변화를 나타낸다. 비결정질의 원료들은 유사한 속성이 있으며 고온에서 사용하기에 적합하다. 이러한 원료들은 여전히 높은 포화 자기 유도를 부가적으로 나타내며, 따라서, (코일 및 박막이) 비슷한 형상인 경우 측정영역의 확장을 가능하게 한다. 그러나, 열처리 이후에 정해진 자기 속성들이 보증됨에도 불구하고, 이러한 원료들은 기계적으로 불안정해지는 단점이 있다. 이러한 상태에서 부가적인 가공은 어려우며 고온 센서 소자의 생산을 위한 안전한 가공에도 방해가 된다. 그러나, 만일 박막이 열처리 이전에 최대한 가능한 범위까지 가공될 수가 있다면, 열처리 이전에 비결정질 박막을 위한 기저원료가 무정형의 상태에 있어 기계적으로 완전히 견고하므로, 이러한 단점은 아무런 역할을 하지 못하며, 따라서, 가공처리가 현저히 용이하게 된다.
회로 기판에 통합됨에 따라, 원료는 다음의 표준 기술에 따라 생산될 수 있다:
도 7에 도시된 바와 같이, 세라믹 기판에서, 잘 알려진 후막(thick-film) 기술을 이용하여, 정해진 코일 형상이 적용되고 "연소(burned)"된다. 최후의 절연층(예를 들어, 오버글라스)은 코일을 덮는다. 이후에, "오버글라스"(최후의 층으로써의 세라믹의 보호를 위한 실질적인 유리화합물)를 가지는 부가적으로 인쇄하는 하나 또는 몇몇 층(들)은 코일의 원주 주변과 비결정질 박막의 횡 방향 위치에 적용된다. 적용된 층의 두께는 이전에 적절한 크기로 절단된 비결정질 박막의 두께에 맞추어져야 한다. 박막의 조각은 사용되지 않고 남아있는 영역 내에 배치된다. 부가적인 세라믹 기판은 서술된 영역을 덮어야 한다. 유도성이 연속적인 연결을 통해 상승하거나, "송신기" 구조가 구현될 수 있는 것 중 어느 하나를 위하여, 제1 세라믹 기판과 같이, 제2 세라믹 기판은 코일과 함께 인쇄될 수 있다. 동시에, 비정형 기저부의 필요한 열적 처리는 "오버글라스"의 후속 경화를 유발하며, 박막의 밀봉된 비결정질 조각은, 이후에 세라믹에 통합된다. 이러한 방법의 부가적인 이점은 열처리 동안 가스를 차단시키는 것이 필수적이지 않다는 것이다. 세라믹 내에 가스를 밀봉함으로써 열처리 동안 원료가 부식될 위험은 상당히 크게 감소한다.
고온과 관련된 요구 조건 또한 만족하는 구조는 LTCC(저온 동시 소성 세라믹) 기술을 이용한 센서 소자의 생산이다. 강자성 원료로 코일의 상대적 위치를 생성하는 가능성이 존재한다. 이상적인 경우에서, 강자성 원료는 비정형의 원료를 가지며 변위가 된 세라믹 박막이다. LTCC 기술에서 관습적인 다층구조를 사용하여, 세라믹 박막은 센서 코일과 함께 소결된다. 이러한 경우 또한, 신뢰할 만한 공정과 함께 효율적인 해결책을 제공할 수 있게 하기 위한 표준 기술의 사용이 유리하다.회로 기판 구성의 경우와 같이, 층 구조는 더 최적화될 수 있다. 예를 들어, 센서를 위한 변압기 구조일 경우 층들의 순서는 다음과 같다:
표면층에서부터, 코일층(들), 절연층(들), 강자성층, 분리층(들), 코일층(들), 표면층은 LTCC 기술의 사용을 가능하게 하나, 전도층의 도움이 되는 지지와 함께 표면층은 또한 단지 하나의 코일과 함께 회로 기판 생산에서 서술된 구성을 가능하게 함: 표면층, 전도층, (절연층(들)이 있을 수 있음 - 기능적으로 필수적이지는 않음), 강자성 층, 분리층(들), 코일층(들), 절연층(들), (절연층(들)이 있을 수 있음 - 기능적으로 필수적이지는 않음), 도전층, 표면층.
강자성 원료들의 가공은 항상 새로운 가능한 접근법을 생성하기 때문에, 센서 원리를 IC에 통합하는 것은 다음 단계이다. 단독적으로 고려했을 때 이미 잘 알려진 분야에서, MDS 원리에 따른 통합 유도성은 센서 모듈을 위한 기초로 사용될 수 있다. 코일은 표준화 된 공정으로 생산된다. 강자성층을 물에 직접 적용하는 것은 센서방식을 완성한다. 예를 들어, 새로운 자성 원료가 알려진 장에서, 가능한 자기유도성은 단지 150μm 높이이다. 이러한 방식으로, 칩에 통합된 전원공급장치는 거의 범위 내이다. 이러한 원료는 비정형의 철-코발트 합금(철-코발트 합금을 위한 FCA)을 나타낸다. 흥미있는 부분은 FCA 원료는 전류를 발생시키는 공정(galvanic process)에 의하여 실리콘 웨이퍼(wafer) 상에서 용이하게 분리된다는 것이다(하드 디스크의 생산으로부터 잘 알려져 있다). 이러한 공정의 도움으로, 생산 비용은 낮은 수준으로 유지될 수 있다. 완전히 코팅된 웨이퍼는 자석 다이스(dies)에 고립되며, 다이스는 구리 나선이 이미 적용된 기판 상에서 이동한다. 이제, 통합된 MOSFETs(금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터)와 함께 제어기 IC를 위한 모든 잔류물들이 이러한 기판 또는 자기 칩 상에 직접적으로 놓여진다. 전력공급장치는 칩 상에서 완성된다. 지금까지의 종래의 코일들 또는 인덕턴스들 각각은 더 이상 필요하지 않은 스위칭 된 전원공급장치의 크기를 정의했다. 만일 이러한 기술이 사용되면, 통합된 회로는 센서 코일과 함께 생산될 수 있으며, 하나의 칩에 있는 강자성 원료는 AMR/GMR 센서와 함께 대중 시장에서 구입할 수도 있다. 온도 보상 통합, 선형화 및 계측이 편리하다. 치수의 현저한 감소를 통하여, 센서는 높은 민감도를 가지는 특징 뿐만 아니라 작은 측정 범위를 가지는 특징 또한 가질 것이다. 그러나, 센서 소자는 용이하게 직렬 및 오프셋(cascaded and offset)이 된다. 평가 회로에 따라, 유도성의 질이 중요하지 않기 때문에, 코일은또한 실리콘 상에 직접적으로 생산될 수 있다.
본 발명에 따른, 센서 소자의 부가적인 유리한 실시예, 또는 센서 소자를 가지는 센서 및 센서 소자의 생산을 위한 공정과 관련하여, 중복되지 않게 하기 위해, 본 명세서의 참조는 서술의 일반적인 부분과 첨부된 청구항들에 대하여 이루어졌다.
마지막으로, 위에 서술된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서 소자의 실시예들에 대한 사실 또는 센서 소자를 가지는 센서 및 센서 소자의 생산 공정에 대한 명시적인 참조가 이루어졌으며, 참조는 단지 청구되고 교시된 내용을 서술하기만 하며, 교시된 내용은 실시예들에 제한되지 않는다.

Claims (19)

  1. 강자성 원료가 기판에 통합되는, 측정하는 물체에 대한 거리에 따라 변화하지만 일시적으로는 일정한 자기장을 이용하여 경로 또는 거리 측정을 위한 유도센서를 위한 센서 소자.
  2. 제1항에 있어서, 평면코일 및 상기 평면 코일을 덮기 위한 연자성 박막을 가지는 것을 특징으로 하는 유도센서를 위한 센서 소자.
  3. 제2항에 있어서, 연자성 박막은 상기 평면 코일의 양쪽 측면에 배열되는 것을 특징으로 하는 유도센서를 위한 센서 소자.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 적어도 하나의 측면에, 상기 측면으로부터 떨어진 측면에, 예를 들어, 구리 또는 알루미늄으로 이루어진 연자성 박막이 형성되는 것을 특징으로 하는 유도센서를 위한 센서 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평면 코일은 하나의 층 또는 복수의 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 인쇄된 회로 기술을 이용하여 구현되어, 두개의 평면 코일들이 제공되고, 강자성 박막은 상기 두개의 코일들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전도성 박막은 박막 캐리어로서 역할을 하고, 특히, 상기 연자성 박막 상에 적용된 구리 박막으로서 역할을 하는 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 적층된 구리 코일을 포함하는 회로 기판은 박막 캐리어로서 역할을 하는 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  9. 제8항에 있어서, 연자성 박막은 상기 인쇄된 회로 기판 측면의 상기 플레이트의 후면에 실장, 특히 고정되는 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 바람직하게는 연결하는 납땜 페이스트를 사용한 납땜 기술을 이용하여, 상기 코일은 상기 인쇄된 회로 기판 구성에 통합되는 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 만일 적용 가능하다면, 상기 코일(들), 상기 연자성 박막 및 상기 구리 박막은 회로 기판 또는 플레이트에 통합되는 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 소자는 회로 기판 또는 회로 캐리어 중 어느 하나, 또는 회로 기판과 회로 캐리어에 통합된 센서 모듈을 형성하는 것을 특징으로 하는 유도 센서를 위한 센서 소자.
  13. 제1항 내지 제7항에 따른 센서 소자를 사용하여 센서를 생산하기 위한 공정으로서, 복층의 배열을 생산함으로써, 강자성 박막이 상기 코일 층(들)과 하나 이상의 절연층들 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 센서를 생산하기 위한 공정.
  14. 제13항에 있어서, 부가적인 절연층이 상기 강자성 박막 상에 적용되는 것을 특징으로 센서를 생산하기 위한 하는 공정.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 예를 들어 상기 코일층(들) 위에 배열된 강자성 박막 및 구리 표면/구리 박막을 통하여, 상기 코일 층 또는 코일 층들과 대칭인 방식으로, 상기 층 구조는 양쪽 측면 상의 양쪽 방향들에서 지지되는 것을 특징으로 하는 센서를 생산하기 위한 공정.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 양족 측면 상에서, 상기 층 배열은 부가적인 광택층에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 센서를 생산하기 위한 공정.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 측면 가장자리를 금속화하거나 관통연결 수단 중 어느 하나의 방법으로, 상기 코일 연결과 접촉 영역은 전도성 표면들을 위하여 생산되는 것을 특징으로 하는 센서를 생산하기 위한 공정.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원료는 초기의 테이프 형태에서 적절한 스트립으로 절단되며, 상기 스트립의 길이는 상기 센서 모듈의 길이의 배수에 대응할 수 있는 것을 특징으로 하는 센서를 생산하기 위한 공정.
  19. 제18항에 있어서, 정해진 모듈 길이로의 상기 절단은 생산 패널에서 상기 완료된 센서 모듈의 분리를 통하여 일어나는 것을 특징으로 하는 센서를 생산하기 위한 공정.
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