專利名稱：長尺型磁傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種長尺型磁傳感器，用于檢測比如印在鈔票上的磁性圖樣。
背景技術：
各種長尺型磁傳感器已被商業上用作識別諸如鈔票和各種證券等被檢物體的磁傳感器，所述被檢物體上有以比如磁性墨水印制的預定磁性圖樣。
公知長尺型傳感器的結構被示于圖7中。圖7(A)是表示該傳感器取去蓋子的感磁部分一側的平面視圖。圖7(B)是表示這種情況下該傳感器長邊一側的側視圖。圖7(C)是表示這種情況下該傳感器短邊一側的側視圖。本例中的長尺型磁傳感器200包括外殼1′和沿外殼1′長度方向彼此間無間隔地直線布置著的磁阻器件(MR)21A-21E。所述磁阻器件21A-21E分別包含感磁部分22A-22E。每個感磁部分22A-22E包含沿長度方向延伸的兩個磁敏元件陣列。所述長尺型磁傳感器200還包括分別與感磁部分22A-22E電連接的連接電極23A-23E(每個感磁部分有3個電極)；外部連接接線端24A-24E設置于外殼1′上，并分別與所述連接電極23A-23E相連；以及設置在外殼1′背面上的永磁體(未示出)，用以對感磁部分22A-22E提供磁場。所述長尺型磁傳感器200由各磁敏元件檢測因正沿垂直于所述長度方向(短手方向)被傳送的物體上形成的磁性圖樣所致磁場的變化(磁通量密度的變化)，從而檢測所述物體(參見專利文獻1)。
有如專利文獻2的圖4所表示的那樣，這種長尺型磁傳感器所用的每個感磁部分包括分立的磁敏元件，這些磁敏元件結合，實現更大的因磁場變化所致的磁阻器件電阻值的變化。專利文獻2的圖4中所示的感磁部分包含沿長度方向布置的多個有間隔的磁敏元件、與各磁敏元件電連接的連接導體，以及與各外部連接電極電連接的端電極。
圖8(A)是在具有專利文獻2的圖4中所示內部結構情況下，圖7所示長尺型磁傳感器200的磁阻器件21C的放大平面視圖。圖8(B)是表示磁阻器件21B-21D布置情況的局部平面視圖。
圖8中，磁阻器件21C的感磁部分22C包括沿長度方向按間隔D1布置的各磁敏元件221C、與磁敏元件221C平行布置的各磁敏元件222C、串聯連接各磁敏元件221C的連接導體223C，以及串聯連接各磁敏元件222C的連接導體224C。所述感磁部分22C還包括通過連接導體2251C與各磁敏元件221C的串聯連接端部電連接的端電極227C、通過連接導體2252C與各磁敏元件222C的串聯連接端部電連接的端電極226C，以及通過連接導體2253C與各磁敏元件221C和222C的串聯連接的另一端電連接的端電極228C。
磁阻器件21C沿長度方向設置于磁阻器件21B和21D之間。
專利文獻1日本專利No.2921262專利文獻2日本未審專利申請公開No.2003-107142發明內容調整磁敏元件之間的間隔D1，使得在磁性圖樣跨過所述各間隔D1時所得的檢測輸出近似與磁性圖樣跨過各磁敏元件時所得的檢測輸出相同。然而，最靠近相近各磁阻器件的接觸面的磁敏元件之間的間隔D2(如圖8(B)中最接近感磁部分22D的感磁部分22C的各磁敏元件與最接近感磁部分22C的感磁部分22D的各磁敏元件之間的間隔)比所述間隔D1大。因為通過截割或激光切割，把用作各磁阻器件母板的晶片分離成各磁阻器件，所以不會使各感磁部分延伸到各磁阻器件的端部。也就是說，預先確定切割的邊緣，以便不會使各感磁部分受到切割。另外，將各連接導體沿長度方向形成于各磁敏元件陣列的端部。即使把各磁阻器件設置為以其長度方向的端部互相接觸，也不會使最接近所述相鄰磁敏元件的相對端部的各磁敏元件之間的間隔比用作切割邊緣和連接導體的區域窄。因此，當磁性圖樣跨過所述間隔D2時，長尺型磁傳感器200可以表現出檢測輸出的大幅下降，并因此而不能檢測磁性圖樣。
于是本發明的目的在于提供一種長尺型磁傳感器，可在沿其長度方向的任何位置處實現穩定的檢測輸出。
按照本發明的長尺型磁傳感器，它包括沿其長度方向布置的多個磁阻器件，每個磁阻器件包含感磁部分，該感磁部分具有多個沿長度方向間隔排列的磁敏元件，還包括串聯連接各磁敏元件的連接導體。沿長度方向設置于相鄰磁阻器件的相對端部處的磁敏元件之間的間隔小于等于沿長度方向的每個磁阻器件內的各相鄰磁敏元件之間的間隔。
由于其上形成有磁性圖樣的檢測物體跨過長尺型磁傳感器的表面，所述長尺型磁傳感器上沿短手方向形成有多個感磁部分，所述磁性圖樣改變通過各感磁部分的磁通量，從而改變各磁敏元件的電阻。每個磁阻器件內的相鄰磁敏元件被間隔排列成使所述磁性圖樣跨過各間隔時所得的檢測輸出近似等于，或者僅僅略小于所述磁性圖樣跨過各磁敏元件時所得的檢測輸出。最接近相鄰磁阻器件的相對端部的各磁敏元件之間的間隔小于等于每個磁阻器件內的各相鄰磁敏元件之間的間隔。因此，當磁性圖樣跨過相鄰磁阻器件的接觸部分時，所述長尺型磁傳感器的檢測輸出幾乎不會減小。采用比如圖2所示的結構，而不采用圖8(A)所示的結構，可將各磁敏元件近似設置于相鄰磁阻器件的相對端部，圖2中各磁敏元件沿長度方向形成在各磁阻器件的端部附近，而圖8(A)中沿長度方向在各磁阻器件的端部處形成各連接導體。
另外，按照本發明，沿長度方向位于相鄰磁阻器件的相對端部處的各磁敏元件之間的間隔實質上等于沿長度方向每個磁阻器件內的各相鄰磁敏元件之間的間隔。
由于沿長度方向相鄰磁阻器件的各磁敏元件之間的間隔等于沿長度方向每個磁阻器件內的各磁敏元件之間的間隔，所以這種結構使所述長尺型磁傳感器能夠得到沿長度方向實質為均一的檢測輸出。
另外，按照本發明，所述感磁部分包括與長度方向垂直布置的第一和第二磁敏元件陣列。各磁敏元件被布置成使得在沿短手方向觀看時，第一磁敏元件陣列沿長度方向的各磁敏元件的位置不同于第二磁敏元件陣列沿長度方向的各磁敏元件的位置。
按照這種結構，將各磁敏元件排列成兩個陣列，使該二陣列之間沿長度方向的各磁敏元件的位置不同。每個磁阻器件內沿長度方向的對角線相鄰的磁敏元件之間的間隔比兩個陣列的各磁敏元件沿長度方向被布置在相同位置情況下的要小。根據每個磁阻器件內相鄰磁敏元件之間的間隔，可以使沿長度方向布置在相鄰磁阻器件的相對端部處的對角線相鄰的磁敏元件之間的間隔減小。這將減小不被沿長度方向的磁敏元件所覆蓋的面積，從而使檢測輸出進一步穩定化。
此外，按照本發明，不在沿長度方向的各磁阻器件的端部處形成連接導體。
按照一種共同的結構，每個磁阻器件具有在其端部處沿長度方向形成的導體，用以把感磁部分與磁阻器件的任何一個長邊相鄰的端電極連接，并使各磁敏元件互相連接。按照上述結構，由于各端電極被設置得沿長度方向鄰近于磁阻器件的兩側，所以每個磁阻器件在其端部處沒有連接導體。于是，可將各磁敏元件形成于按公知的結構形成各連接導體的區域內，以使在各磁阻器件的相對端部處所形成的磁敏元件之間的間隔最小化。因此，可使各磁敏元件的整個配列間隔減小，從而使檢測輸出穩定化。
按照本發明，最接近相鄰磁阻器件的相對端部的各磁敏元件之間的間隔小于等于每個磁阻器件內的相鄰磁敏元件之間的間隔。在磁性圖樣跨過長尺型磁傳感器的沿長度方向的任何區域時，所述長尺型磁傳感器的檢測輸出表現出幾乎不減小。因此，這種長尺型磁傳感器能夠穩定地和可靠地檢測沿短手方向移送的被測物體上的磁性圖樣。
另外，按照本發明，將各磁敏元件布置成兩個陣列，使兩個陣列之間沿長度方向的各磁敏元件的位置不同。因此，由于沿長度方向相鄰磁敏元件之間間隔的減小，所述長尺型磁傳感器可以得到沿長度方向更為穩定的檢測輸出。
此外，按照本發明，在沿長度方向的磁阻器件端部處不形成連接導體。于是，可使在磁阻器件的相對端部處所形成的磁敏元件之間的間隔減小，從而可使所述長尺型磁傳感器得到更為穩定的檢測輸出。
圖面說明
圖1表示第一實施例長尺型磁傳感器的透視圖、平面視圖和側視圖；
圖2表示圖1所示長尺型磁傳感器的磁阻器件11C的放大平面視圖和表示磁阻器件11B-11D布置的部分平面視圖；圖3是表示第二實施例長尺型磁傳感器的磁阻器件11B-11D布置情況的部分平面視圖；圖4表示第三實施例長尺型磁傳感器的磁阻器件11C的放大平面視圖和表示磁阻器件11B-11D布置情況的部分平面視圖；圖5是表示第四實施例長尺型磁傳感器的磁阻器件11B-11D布置情況的部分平面視圖；圖6表示另一實施例長尺型磁傳感器的磁阻器件11C的放大平面視圖和表示磁阻器件11B-11D布置情況的部分平面視圖；圖7表示公知長尺型磁傳感器的平面視圖和側視圖；圖8表示圖7所示磁阻器件21C的放大平面視圖和磁阻器件21B-21D布置情況的部分平面視圖。
參考標記1，1′和1″外殼11A-11E和21A-21E磁阻器件12A-12E和22A-22E感磁部分120C和120C′磁敏元件陣列121B，122B，121C，122C，121D，122D，221C和222C磁敏元件123C，124C，1251C-1254C，223C，224C和2251C-2253C連接導體126C，127C，128C，129C，226C，227C和228C連接接線端13A-13E和23A-23E連接電極14A-14E和24A-24E外部電連接接線端100和200長尺型磁傳感器具體實施方式
以下將參照圖1和2描述本發明第一實施例的長尺型磁傳感器。
圖1(A)是該實施例長尺型磁傳感器的平面視圖。圖1(B)是表示所述長尺型磁傳感器長邊一側的側視圖。圖1(C)是表示所述長尺型磁傳感器短邊一側的側視圖。這些圖表示帶有裝附有蓋子的長尺型磁傳感器，所述蓋子覆蓋其上布置有多個磁阻器件的表面。
圖1中的長尺型磁傳感器100包括外殼1和沿外殼1的長度方向布置的磁阻器件11A-11E(MR)。所述磁阻器件11A-11E各自包含感磁部分12A-12E，它們的長度方向平行于磁阻器件11A-11E的長度方向。所述長尺型磁傳感器100還包括連接導體13A-13E，沿著傳感器的短手方向分別從各磁阻器件11A-11E的端部延伸(每個磁阻器件三個電極)；以及包括外部連接接線端14A-14E，它們從外殼1的背面(與其上形成有磁阻器件11A-11E的表面相對)突起，并具有預定的長度(每個磁阻器件三個接線端)。沿所述長度方向布置所述連接導體13A-13E和外部連接接線端14A-14E。所述連接導體13A-13E分別與外部連接接線端14A-14E電連接，比如三個連接導體13A與三個外部連接接線端14A連接。在與各磁阻器件11A-11E相對的外殼1背面上的一個區域內形成溝槽(未示出)。所述溝槽內放置永磁體(未示出)，用以對各感磁部分12A-12E提供預定的磁場。
接下去參照圖2描述磁阻器件11A-11E的結構。由于磁阻器件11A-11E的結構相同，所以下面以磁阻器件11C為例予以描述。
圖2(A)是圖1所示長尺型磁傳感器100的磁阻器件11C的放大平面視圖。圖2(B)是表示磁阻器件11A-11E布置情況的部分平面視圖。
圖2中的磁阻器件11C包含以相同間隔D1沿長度方向布置的多個磁敏元件121C和122C。磁敏元件121C和122C的位置沿短手方向各異，但沿長度方向一致。相鄰的磁敏元件121C通過連接導體123C串聯連接。各磁敏元件121C之間按間隔連接成曲折圖樣，形成第一磁敏元件陣列120C。磁阻器件11C沿長度方向端部處的磁敏元件121C通過連接電極1251C和1252C分別與端電極126C和127C電連接。所述端電極126C和127C沿短手方向(在圖2的頂部一側上)形成于第一磁敏元件陣列120C的外側。端電極126C電連接到外部連接接線端13C的一端，而端電極127C與內部連接接線端13C相連。
相鄰的磁敏元件122C通過連接導體124C串聯連接。各磁敏元件122C之間按間隔連接成曲折圖樣，形成第二磁敏元件陣列120C′。磁阻器件11C沿長度方向端部處的磁敏元件122C通過連接電極1253C和1254C分別與端電極128C和129C電連接。所述端電極128C和129C沿短手方向(在圖2的底部一側上)形成于第二磁敏元件陣列120C′的外側，也就是說，在與端電極126C和127C相對的一側。端電極128C與內部連接接線端13C相連，而端電極129C連接到另一個外部連接接線端13C。
第一磁敏元件陣列120C的最外磁敏元件121C和第二磁敏元件陣列120C′的最外磁敏元件122C沿所述長度方向形成于磁阻器件11C端部附近。具體地說，考慮到將一晶片切割成多個磁阻器件的給定切割精度，使所述各磁敏元件陣列的最外磁敏元件沿所述長度方向形成于磁阻器件11C端部附近。結果，可以使相鄰磁阻器件的相對端部處形成的磁敏元件之間的間隔比公知技術中，也就是說，沿長度方向在各磁阻器件的端部處形成各連接導體情況下的這種間隔小。
如此形成的磁阻器件11A-11E沿著外殼1的長度方向排列，使相鄰磁阻器件的相對著的磁敏元件之間的間隔D2(即圖2(B)中磁阻器件11B的磁敏元件121B與磁阻器件11C的磁敏元件121C之間的間隔，以及磁阻器件11C的磁敏元件121C與磁阻器件11D的磁敏元件121D之間的間隔)與每個磁阻器件(如磁阻器件11C)內的磁敏元件之間的間隔D1一致。因此，磁阻器件11A-11E的各磁敏元件沿著長度方向按同樣的間隔D1(＝D2)排列。
以下描述長尺型磁傳感器100的工作情況。
隨著沿長尺型磁傳感器100的短手方向傳送其上印制有磁性圖樣的物體，比如鈔票，所述磁性圖樣從長尺型磁傳感器100表面附近在磁阻器件上通過。隨之，物體上的磁性圖樣改變永磁體的磁場，從而改變通過位于磁性圖樣通過的區域內的各磁敏元件的磁通量密度。磁敏元件的電阻隨著所述磁通量密度的變化而改變。長尺型磁傳感器100感知電阻的變化，從而測到所述磁性圖樣。比如，外部連接接線端14A-14C與正電壓接線端、接地接線端及負電壓接線端相連，使長尺型磁傳感器100根據流過各接線端的電流的變化而感知各磁敏元件的電阻的變化，從而測到所述磁性圖樣。
按照上述結構，可按等間隔將所有磁敏元件設置得跨接在各個磁阻器件11A-11E的端部，以得到實質上為恒定的檢測輸出，而與磁性圖樣沿長尺型磁傳感器100的長度方向的通過無關。這就是說，長尺型磁傳感器100可以避免現有技術中的那些問題，包括各磁阻器件之間所引起的檢測輸出的明顯下降，以及各磁阻器件之間檢測輸出的時間不同。
因此，可以給出一種長尺型磁傳感器，它能穩定地和可靠地檢測磁阻圖樣，而與比如磁阻圖樣在物體上的構成無關。
接下去將參照圖3描述第二實施例的長尺型磁傳感器。
圖3是表示該實施例長尺型磁傳感器的各磁阻器件11B-11D布置情況的部分平面視圖。
對于圖3所示的長尺型磁傳感器而言，相鄰磁阻器件的相對著的磁敏元件之間的間隔D2小于每個磁阻器件內的磁敏元件之間的間隔D1。其它結構都與第一實施例長尺型磁傳感器的結構相同。
相對于在磁性圖樣跨過各磁阻器件時產生的檢測輸出，這樣的結構可以防止在磁性圖樣通過相鄰磁阻器件的相對端時所產生的檢測輸出的減小。如果間隔D2非常地小于間隔D1，則在磁性圖樣跨過間隔D2，也即跨過在相鄰的磁阻器件之間時，會產生比磁性圖樣跨過磁阻器件時要大的檢測輸出。在這種情況下，可以通過控制按間隔D2所產生的檢測輸出而測得磁性圖樣。因此，長尺型磁傳感器能夠可靠地檢測磁性圖樣。
按照本實施例的結構，相鄰磁阻器件的相對著的磁敏元件之間的間隔D2比每個磁阻器件內的各磁敏元件之間的間隔D1小。與第一實施例同樣，所述間隔D2并非必須與間隔D1一致，以致能夠容易地排列所述各磁阻器件。當有如第一實施例那樣使所述各間隔一樣時，要在實際制作過程中精確地限定各磁阻器件之間的間隔可能會是困難的，因此，按照第二實施例的結構就是較為容易實現的，因為，可以允許輕微的誤差，比如間隔D1＞間隔D2。因此，第二實施例比第一實施例能夠給出更高的長尺型磁傳感器產率。
這就是說，在與制作過程中的排列步驟有關的誤差情況下，第二實施例能夠制作長尺型磁傳感器，而不會降低它的生產率。
接下去將參照圖4描述第三實施例的長尺型磁傳感器。
圖4(A)是該實施例長尺型磁傳感器的磁阻器件11C的放大平面視圖。圖4(B)是表示磁阻器件11B-11D排列的部分平面視圖。
對于這個實施例的長尺型磁傳感器的磁阻器件11C而言，有如圖4所示者，第一磁敏元件陣列120C的各磁敏元件121C沿長度方向的位置與第二磁敏條件陣列120C′的各磁敏元件122C的不同。具體地說，將所述磁敏元件122C設置于與相鄰磁敏元件121C之間的中心相應的位置處。所述磁敏元件121C和122C關于長度方向以對角線的方式相鄰，它們按間隔D3沿長度方向排布。間隔D3小于第一和第二實施例中的間隔D1。相鄰磁阻器件的對角線相對的磁敏元件(如磁阻器件11B和11C的對角線相對的磁敏元件122B和121C，以及磁阻器件11C和11D的對角線相對的磁敏元件122C和121D)按與間隔D3相等的間隔D4排列。其余結構都與第一實施例的長尺型磁傳感器相同。
有如第一實施例一樣地，具有上述結構的長尺型磁傳感器能夠可靠地檢測磁性圖樣，而與磁性圖樣通過位置無關。另外，由于沿長度方向各磁敏元件之間的間隔比第一實施例的小，并因此而使沿長度方向的不被磁敏元件覆蓋的區域減小，所以，這種長尺型磁傳感器能夠產生更為穩定的檢測輸出。
繼而將參照圖5描述第四實施例的長尺型磁傳感器。
有如圖5所示那樣，對于這種實施例的長尺型磁傳感器而言，相鄰磁阻器件的對角線相對的磁敏元件之間的間隔D4小于每個磁阻器件內的各個對角線相鄰的磁敏元件之間的間隔D3。其余結構都與第三實施例的長尺型磁傳感器相同。
具有上述結構的長尺型磁傳感器具有與第三實施例相同的優點，而且像第二實施例中那樣，可在與制作過程有關的誤差情況下制得它，而不致使產率降低。
雖然上述各實施例中將感磁部分形成為曲折圖樣，但也可如圖6所示那樣，將它們形成為沿長度方向的直線圖樣。
圖6表示長尺型磁傳感器的放大平面視圖，其中，按直線圖樣形成所述感磁部分的磁敏元件陣列120C和120C′。圖6(A)是磁阻器件11C的放大平面視圖。圖6(B)是表示磁阻器件11B-11D排列的部分平面視圖。
對于長尺型磁傳感器而言，感磁部分12C包括第一磁敏元件陣列120C和第二磁敏元件陣列120C′，其中，第一磁敏元件陣列120C中的磁敏元件121C和連接導體123C沿長度方向交替連接，第二磁敏元件陣列120C′中的磁敏元件122C和連接導體124C沿長度方向交替連接。相鄰磁阻器件的相對磁敏元件之間的間隔D6小于等于每個磁阻器件內的各磁敏元件之間的間隔D5。其余結構都與第一實施例的長尺型磁傳感器相同。
這種結構具有穩定地和可靠地檢測磁性圖樣的優點，而如同第一和第二實施例一樣，與磁性圖樣通過的位置無關。
有如第三和第四實施例那樣，在兩個平行的磁敏元件陣列之間，各磁敏元件沿長度方向的位置可以是不同的。有如第三和第四實施例那樣，這樣的結構具有更加穩定地檢測磁性圖樣的優點。
權利要求
1.一種長尺型磁傳感器，包括沿其長度方向布置的多個磁阻器件，每個磁阻器件包含感磁部分，該感磁部分具有多個沿長度方向間隔排列的磁敏元件，還包括串聯連接各磁敏元件的連接導體；其中，沿長度方向設置于各相鄰磁阻器件的相對端部處的磁敏元件之間的間隔小于或等于沿長度方向的每個磁阻器件內的各相鄰磁敏元件之間的間隔。
2.如權利要求1所述的長尺型磁傳感器，其中，沿長度方向設置于各相鄰磁阻器件的相對端部處的磁敏元件之間的間隔實質上等于沿長度方向的每個磁阻器件內的各相鄰磁敏元件之間的間隔。
3.如權利要求1或2所述的長尺型磁傳感器，其中，所述感磁部分包含垂直于所述長度方向布置的第一和第二磁敏元件陣列；并且從短手方向觀看，將各磁敏元件布置成使得第一磁敏元件陣列沿長度方向的各磁敏元件位置與第二磁敏元件陣列沿長度方向的各磁敏元件位置不同。
4.如權利要求1-3任一項所述的長尺型磁傳感器，其中，在磁阻器件沿長度方向的各端部處不形成連接導體。
全文摘要
長尺型磁傳感器包括磁阻器件(11C)，其中具有兩個沿長度方向按相等間隔(D1)布置的平行的磁敏元件陣列(121C，122C)。磁敏元件陣列(121C，122C)分別通過連接導體(123C，124C)串聯連接成曲折圖樣。磁阻器件(11C)設置于磁阻器件(11B)和(11D)之間。磁阻器件(11B，11C，11D)被布置成使間隔(D2)等于間隔(D1)，所述間隔(D2)是在磁阻器件(11C)端部的磁敏元件(121C)與面對磁阻器件(11C)的磁敏元件的磁阻器件(11D)端部的磁敏元件(121D)之間的間隔，以及磁阻器件(11C)另一端的磁敏元件(121C)與面對磁阻器件(11C)另一端的磁敏元件的磁阻器件(11B)端部的磁敏元件(121B)之間的間隔。
文檔編號G01R33/09GK1898577SQ20058000137
公開日2007年1月17日 申請日期2005年3月7日 優先權日2004年3月23日
發明者南谷保, 植田雅也, 新村耕二, 西川雅永 申請人:株式會社村田制作所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
