专利名称：锑－铟系半导体磁阻薄膜磁头的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种锑-铟系半导体磁阻薄膜磁头，它是磁传感器中的一种，属电子器件技术，特别涉及传感器制作技术。
现有市售的锑-铟系半导体磁头是用单晶型的锑化铟磁阻元件，装配时在磁阻元件和永磁体之间没有加入铁磁性物质薄片。制造这种使用单晶磁阻元件的磁头时，由于涉及到粘贴后的研磨工艺，其工艺过程复杂，影响了灵敏度。制造过程复杂的结果是降低了良品率和加大了成本，灵敏度降低就使后续的信号处理电路复杂化又进一步加大了成本，这些都不利于大批量生产和不利于大范围推广应用这种磁传感器。
本实用新型的目的就是为了克服和解决现有锑-铟系半导体磁头由于结构问题而使得制造时，粘贴研磨工艺过程复杂而影响灵敏度，并且良品率低、成本高、不利批量生产和推广应用等的缺点和问题，研究设计一种新型结构的能使工艺简化、良品率提高、成本降低、灵敏度高、便于批量生产和推广应用的锑-铟系半导体磁阻薄膜磁头。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的锑-铟系半导体磁阻薄膜磁头的结构示意图如
图1所示。它由磁头外壳1、锑-铟系半导体磁阻薄膜2、基片3、铁磁性物质薄片4、双面印刷电路板5、薄塑料垫圈6、永磁体7、内连接线8、外引线9共同连接构成，其相互位置及连接关系为锑-铟系半导体磁阻薄膜2用常规真空热蒸发或各种溅射可行方法沉积粘附在基片3上共同构成磁阻元件，铁磁性物质薄片4通过环氧系粘结剂与基片3相粘接，方便内连线8及外引线9与磁阻元件相电气连接的双面印刷电路板5通过环氧系粘结剂与铁磁性物质薄片4相粘接，能使锑-铟系半导体磁阻薄膜2与磁头外壳1的内表面保持一固定距离的薄塑料垫圈6垫衬于外壳1与半导体磁阻薄膜2之间，当外壳用塑料注塑制成时，外壳1应在与半导体磁阻薄膜2相对应的位置上开设一窗口并嵌入一块耐磨损金属片后进行注塑，永磁体7通过环氧系粘结剂与双面印刷电路板5的另一表面并位于基片3和铁磁性物质薄片4的正下方处相粘接，锑-铟系半导体磁阻薄膜2通过内引线8与双面印刷电路板5上的导电铜箔作电气连接，外引线9一端焊接于双面印刷电路板下表面的铜箔，其另一端伸出外壳1之外，用于防潮并固定磁头外壳内各部件的环氧系树脂10浇注于磁头外壳1内，本实用新型的关键是一块能提高磁头灵敏度的铁磁性物质薄片4置于锑-铟系半导体薄膜磁阻元件与永磁体7之间。
本实用新型与现有的半导体磁头相比具有如下的优点和有益效果(1)现有半导体磁头的锑-铟系半导体磁阻单晶片是用环氧系粘结剂粘结到微晶玻璃基片或陶瓷基片上再研磨减薄到30微米左右，这样既费时费工且浪费大部分材料，尤其是研磨的最终厚度不易掌握，良品率低，所以成本较高。而本实用新型用常规真空热蒸发或各种溅射可行方法把锑-铟系磁阻材料沉积粘附在基片3上，既省时省工省材料而且有厚度易于掌握的优点，因而提高了工效，提高了良品率，降低了成本；(2)磁阻元件中锑-铟系材料的厚度越薄，其灵敏度越高，用粘贴后再研磨的方法最终厚度只有薄至30微米左右，而用真空热蒸发或溅射方法可获得3微米或者更薄的薄膜材料，因此使传感器的灵敏度明显提高；(3)本实用新型增加了铁磁性薄片4，当磁头外壳1的外表面有磁场掠过时，该铁磁性薄片4有“集束”作用，使这部分磁场聚集而穿过磁阻薄膜2，也就明显地提高了磁头的灵敏度；(4)本实用新型加工制作工艺简单、成本低、便于批量生产、便于广泛推广应用。
下面对说明书附图进一步说明如下图1为锑-铟系半导体磁阻薄膜磁头，图中，1为磁头外壳，2为锑-铟系半导体磁阻薄膜，3为基片，4为铁磁性物质薄片，5为双面印刷电路板，6为薄塑料垫圈，7为永磁体，8为内连接线，9为外引线，10是浇注后固化了的环氧系树脂。
本实用新型的实施方式可为如下(1)按图1所示、加工、制作各部件。例如，磁头外壳1可选用铜板并采用拉伸方法制成或用塑料采用注塑方法制成；基片3可采用硅片或微晶玻璃片；锑-铟系半导体磁阻薄膜2可采用真空热蒸发或各种溅射的可行方法沉积粘附于基片3上构成磁阻元件；铁磁性物质薄片4可用矽钢片或铁氧体片采用线切割方法加工切割而成；印刷电路板5可用双面酚醛敷铜板加工而成；永磁体7可选用钕铁硼材料采用粉末冶金方法加工而成，也可选购市售永磁体；(2)然后按图1所示，并按上面说明书所述的相互连接关系进行粘结连接、安装并装置于外壳内，并往外壳内注入环氧系树脂，待其干燥固化后，便已较好地实施了本实用新型。发明人曾按上述实施方式制作了多个锑-铟系半导体磁阻薄膜磁头，并进行了许多的比较实验，实验结果明显可见本实用新型有其许多优点和很好的效果。下面仅举二例已足以说明。
实例一用在0.3T磁场中灵敏度RB/R0为3.5倍的锑化铟磁阻薄膜制成磁阻元件，用矽钢片制成铁磁性物质薄片，使用磁场强度为0.32T的钕铁硼永磁体，按上面说明书所述实施方式制成半导体磁头。用常规的测试方法，测得其输出电压为300mV。如果用相同灵敏度的锑化铟磁阻薄膜制成磁阻元件，同样用0.32T的钕铁硼永磁体，而取消了铁磁性物质薄片，这样装配成的半导体磁头，测得其输出电压仅为210mV。可见，由于增加使用矽钢片制作的铁磁性物质薄片而制成的半导体磁头可使灵敏度提高40％以上。
实例2用在0.3T磁场中灵敏度RB/R0为3.0倍的砷化铟单晶型磁阻元件，用铁氧体片作铁磁性物质薄片，用0.32T的钕铁硼永磁体，按上述实施方式制成半导体磁头，用常规的测试方法测得其输出电压为280mV。如果改用在0.3T磁场中灵敏度RB/R0为3.0的砷化铟薄膜型磁阻元件，其它不变而制成的半导体薄膜磁头的输出电压是435mV，后者比前者提高了50％多。
从上面两个比较实例，可见本实用新型可以大大提高半导体磁头的灵敏度，并且实际制造过程中工艺简化、易于批量化生产。
权利要求1.一种包括外壳、半导体薄膜、基片、永磁体的锑-铟系半导体磁阻薄膜磁头，其特征在于它由磁头外壳(1)、锑-铟系半导体磁阻薄膜(2)、基片(3)、铁磁性物质薄片(4)、双面印刷电路板(5)、薄塑料垫圈(6)、永磁体(7)、内连接线(8)、外引线(9)共同连接构成，其相互位置及连接关系为锑-铟系半导体磁阻薄膜(2)用真空热蒸发或各种溅射可行方法沉积粘附在基片(3)上共同构成磁阻元件，铁磁性物质薄片(4)通过环氧系粘结剂与基片(3)相粘接，方便内引线(8)及外引线(9)与磁阻元件相电气连接的双面印刷电路板(5)通过环氧系粘结剂与铁磁性物质薄片(4)相粘接，能使锑-铟系半导体磁阻薄膜(2)与磁头外壳(1)的内表面保持一固定距离的薄塑料垫圈6垫衬于外壳(1)与半导体磁阻薄膜之间，当外壳用塑料注塑制成时，外壳(1)应在与半导体磁阻薄膜(2)相对应的位置上开设一窗口并嵌入一块耐磨损金属片后进行注塑，永磁体(7)通过环氧系粘结剂与双面印刷电路板(5)的另一表面并位于基片(3)和铁磁性物质薄片(4)的正下方处相粘接，锑-铟系半导体磁阻薄膜(2)通过内引线(8)与双面印刷电路板(5)上的导电铜箔相电气连接，外引线(9)一端焊接于双面印刷电路板下表面的铜箔，其另一端伸出外壳(1)之外，用于防潮并固定磁头外壳内各部件的环氧系树脂(10)浇注于磁头外壳(1)内，一块能提高磁头灵敏度的铁磁性物质薄片(4)置于锑-铟系半导体薄膜磁阻元件与永磁体(7)之间。
专利摘要本实用新型是锑－铟系半导体磁阻薄膜磁头,它由外壳、磁阻薄膜、基片、铁磁性物质薄片、双面敷铜板、垫圈、永磁体、内连线、外引线、环氧树脂安装连接构成,其连接关系为:磁阻薄膜通过真空热蒸发或溅射沉积粘附在基片上构成磁阻元件,铁磁薄片分别与基片及双面敷铜板一面粘接,垫圈垫于外壳与磁阻薄膜之间,永磁体与敷铜板相连,外引线一端焊接于敷铜板,另一端穿出外壳外。磁阻薄膜与永磁体间夹进铁磁薄片。本实用新型制作工艺简单、成本低、灵敏度高、便于批量生产和推广应用。
文档编号G11B5/127GK2379876SQ9923624
公开日2000年5月24日 申请日期1999年6月4日 优先权日1999年6月4日
发明者黄钊洪 申请人:华南师范大学