專(zhuān)利名稱(chēng)：一種被磁偏置的敏感方向平行于檢測(cè)面的驗(yàn)鈔磁頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及磁阻傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁阻驗(yàn)鈔磁頭。
背景技術(shù)：
日常生活中，驗(yàn)鈔磁頭的應(yīng)用非常廣泛，例如自動(dòng)售貨機(jī)、點(diǎn)鈔機(jī)，以及紙幣檢驗(yàn)設(shè)備等。通常，紙幣的磁性非常弱，因此，用于識(shí)別紙幣磁性的驗(yàn)鈔磁頭需要具有高靈敏度、低噪聲和高信噪比的特性。圖1示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的驗(yàn)鈔磁頭，該驗(yàn)鈔磁頭中的傳感器元件檢測(cè)的是與磁頭檢測(cè)面垂直的磁場(chǎng)分量，該磁場(chǎng)由紙幣上的磁性油墨產(chǎn)生。通常情況下，這種傳感器元件所用材料為銻化銦。由這種傳感器元件構(gòu)成的驗(yàn)鈔磁頭具有如下缺點(diǎn)(I)銻化銦霍爾元件的靈敏度和信噪比非常低，導(dǎo)致該種驗(yàn)鈔磁頭的靈敏度和信噪比非常低；(2)銻化銦傳感器且受溫度的影響非常明顯，需要復(fù)雜的溫度補(bǔ)償電路；(3)銻化銦傳感器固有噪聲比較大，因此需要磁偏置元件提供很大的偏置信號(hào)，以提高信噪比，由此導(dǎo)致磁偏置元件的體積較大，進(jìn)而導(dǎo)致驗(yàn)鈔磁頭體積較大；(4)在磁頭檢測(cè)面附近存在磁偏置元件的一個(gè)平面磁極，這個(gè)磁極產(chǎn)生與檢測(cè)面平行的磁場(chǎng)分量。由于這個(gè)磁場(chǎng)分量的存在，導(dǎo)致很難精確測(cè)量被測(cè)物體產(chǎn)生磁場(chǎng)的大小。因此，需要一種能夠精確測(cè)量被測(cè)物體磁場(chǎng)大小的驗(yàn)鈔機(jī)頭。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種磁阻驗(yàn)鈔磁頭。本實(shí)用新型中所用的磁阻傳感器可以測(cè)量被測(cè)物體產(chǎn)生的平行于檢測(cè)面的磁場(chǎng)分量，傳感器可以是隧道磁阻傳感器，或者是巨磁阻傳感器，或者是各向異性磁阻傳感器等等。根據(jù)本發(fā)明，提供一種驗(yàn)鈔磁頭，該驗(yàn)鈔磁頭包括磁阻傳感器芯片，與該磁阻傳感器芯片耦合的柔性印刷電路板和磁偏置單元，所述磁阻傳感器芯片包括具有磁敏元件的電路，所述磁敏元件的敏感方向平行于所述驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面，所述磁偏置元件在所述磁阻傳感器芯片遠(yuǎn)離驗(yàn)鈔磁頭檢測(cè)面一側(cè)放置，并且所述磁偏置單元包括形成矩形隔離區(qū)域或氣隙的至少兩個(gè)永磁體，該隔離區(qū)域或氣隙位于磁阻傳感器芯片的正下方。優(yōu)選地，所述隔離區(qū)域中填充有非磁性材料或軟鐵磁性材料。優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)永磁體分別為長(zhǎng)方體永磁體。優(yōu)選地，所述磁偏置單元被布置為使得產(chǎn)生的磁場(chǎng)在所述磁敏元件敏感方向的分量小于25高斯。優(yōu)選地，該驗(yàn)鈔磁頭進(jìn)一步包括位于所述磁阻傳感器芯片和所述磁偏置單元之間與所述磁阻傳感器芯片通過(guò)引線(xiàn)鍵合方式電焊接的印刷電路板。[0018]優(yōu)選地，該驗(yàn)鈔磁頭進(jìn)一步包括與柔性電路板連接的驗(yàn)鈔磁頭輸入輸出引針。優(yōu)選地，所述磁敏元件為隧道磁阻TMR元件、巨磁阻GMR元件或各向異性磁阻AMR元件。優(yōu)選地，所述磁敏元件為串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的TMR元件、或串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的GMR元件、或串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的AMR元件。優(yōu)選地，所述串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的TMR元件或者串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的GMR元件或者串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的AMR元件構(gòu)成單臂結(jié)構(gòu)或者半橋結(jié)構(gòu)或者全橋結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述磁阻傳感器芯片是單臂傳感器芯片、半橋傳感器芯片，或者全橋傳感器芯片。優(yōu)選地，該磁頭進(jìn)一步包括容納所述磁阻傳感器芯片和所述磁偏置單元的金屬外殼，所述金屬外殼設(shè)置有接地端。優(yōu)選地，所述金屬外殼內(nèi)填充有用于固定和隔離的注塑體。優(yōu)選地，該磁頭進(jìn)一步包括容納所述磁阻傳感器芯片和所述磁偏置單元的金屬外殼，該外殼在磁頭檢測(cè)面相對(duì)側(cè)上具有開(kāi)口。本實(shí)用新型具有如下有益效果( I)本實(shí)用新型所述的驗(yàn)鈔磁頭，既適用于識(shí)別由硬磁性材料制成的紙幣，又適用于識(shí)別由軟磁性材料制成的紙幣；(2)本實(shí)用新型所述的驗(yàn)鈔磁頭采用包括如隧道磁阻TMR元件、巨磁阻GMR元件或各向異性磁阻AMR元件等磁敏元件的磁阻傳感器芯片，與銻化銦霍爾元件相比，上述磁敏元件的靈敏度和信噪比較高，因此所述驗(yàn)鈔磁頭具有更高的靈敏度和信噪比；(3)由于上述磁敏元件的制作工藝較簡(jiǎn)單，且不易受環(huán)境溫度和應(yīng)力的影響，成品率高，因此根據(jù)本實(shí)用新型的驗(yàn)鈔磁頭的加工工藝較簡(jiǎn)單，成本較低；(4)通過(guò)將驗(yàn)鈔磁頭的磁偏置元件形成凹陷，具有凹陷的磁偏置元件產(chǎn)生的磁場(chǎng)在上述磁敏元件敏感方向的分量很小或趨近于零，使得上述磁敏元件能夠工作在線(xiàn)性區(qū)，從而能夠保證驗(yàn)鈔磁頭能夠正常工作；(5)由于驗(yàn)鈔磁頭的傳感器芯片采用橋式結(jié)構(gòu)，使得驗(yàn)鈔磁頭能夠有效抑制來(lái)自所述驗(yàn)鈔磁頭之外的共模磁場(chǎng)的干擾；(6)本實(shí)用新型的驗(yàn)鈔磁頭既可以用于驗(yàn)鈔機(jī)，又可以用于收銀機(jī)；(7)根據(jù)本實(shí)用新型的驗(yàn)鈔磁頭采用柔性線(xiàn)路板連接印刷線(xiàn)路板和輸出引針，而柔性線(xiàn)路板不會(huì)對(duì)永磁體的外形產(chǎn)生限制，有利于永磁體的設(shè)計(jì)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)比較例I的驗(yàn)鈔磁頭的示意圖；圖2(A)為圖1所示磁頭中矩形永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)分布圖；圖2(B)為圖1所示磁頭中矩形永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布；圖3(A)為現(xiàn)有技術(shù)比較例2的磁頭中矩形永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)分布圖；圖3 (B)為現(xiàn)有技術(shù)比較例2的磁頭中矩形永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布；圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的驗(yàn)鈔磁頭的示意圖；圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的驗(yàn)鈔磁頭的俯視示意圖；[0041]圖6(A)為實(shí)例4的磁頭中磁偏置單兀產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)分布圖；圖6 (B)為實(shí)例4的磁頭中磁偏置單兀產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。在具體實(shí)施方式
中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的特征或元件。比較例I圖1示出比較例I的驗(yàn)鈔磁頭的示意圖。該驗(yàn)鈔磁頭包括傳感器芯片11、印刷線(xiàn)路板(PCB) 12、輸入輸出引針13、金屬外殼14、永磁體15和注塑體(圖中未不出)。金屬外殼14的遠(yuǎn)離檢測(cè)面的一個(gè)面上有開(kāi)口，用于裝配以及輸入輸出引針的引出。傳感器芯片11靠近金屬外殼14的檢測(cè)面安裝,其磁敏方向垂直于磁頭檢測(cè)面。傳感器芯片11和永磁體15分別設(shè)于印刷線(xiàn)路板12的兩側(cè)。永磁體15的充磁方向如圖1所示。印刷線(xiàn)路板12與永磁體15之間不直接接觸。傳感器芯片11的輸入端和輸出端分別與印刷線(xiàn)路板12上的相應(yīng)接線(xiàn)端焊接，使得印刷線(xiàn)路板12能夠支撐和固定傳感器芯片11。輸入輸出引針13的一端與印刷線(xiàn)路板12的相應(yīng)接線(xiàn)端焊接，使得輸入輸出引針13與傳感器芯片11的輸入端和輸出端導(dǎo)通。輸入輸出引針13的另一端作為驗(yàn)鈔磁頭的輸出端。傳感器芯片11采用銻化銦霍爾元件，且銻化銦霍爾元件的敏感方向17垂直于磁頭的檢測(cè)面。金屬外殼14上設(shè)有接地引針16。設(shè)有接地引針16的金屬外殼14用于屏蔽來(lái)自金屬外殼14之外的電磁干擾，并消除靜電。永磁體15的形狀可以是長(zhǎng)方體。注塑體的形狀和尺寸分別與金屬外殼
14、印刷線(xiàn)路板12和永磁體15的形狀和尺寸匹配，用于固定金屬外殼14、印刷線(xiàn)路板12和永磁體15，并實(shí)現(xiàn)印刷線(xiàn)路板12和永磁體15的電氣隔離。該比較例I中驗(yàn)鈔磁頭的傳感器芯片采用銻化銦霍爾元件，所述驗(yàn)鈔磁頭的靈敏度和信噪比非常低。由于銻化銦霍爾元件的制作工藝復(fù)雜，且受溫度和應(yīng)力的影響非常明顯，成品率低，導(dǎo)致比較例的驗(yàn)鈔磁頭的加工工藝復(fù)雜，成本高。另一方面，由于比較例的驗(yàn)鈔磁頭輸出引針的一端直接固定在印刷線(xiàn)路板上，且輸出引針不能直接穿過(guò)永磁體，因此輸出引針的位置限制了永磁體的尺寸，增加設(shè)計(jì)的難度。另外，由于比較例I的驗(yàn)鈔磁頭的永磁體為長(zhǎng)方體，當(dāng)傳感器芯片采用MTJ元件時(shí)，長(zhǎng)方形永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿MTJ元件敏感方向的分量很大，導(dǎo)致MTJ元件的工作點(diǎn)偏離其線(xiàn)性工作區(qū)，甚至導(dǎo)致MTJ元件的電阻對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)達(dá)到飽和，從而影響驗(yàn)鈔磁頭的性能，甚至導(dǎo)致驗(yàn)鈔磁頭無(wú)法正常工作。圖2(A)是圖1所示驗(yàn)鈔磁頭中，矩形磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)分布圖。圖中具有矩形截面結(jié)構(gòu)的永磁體15的磁化方向垂直于檢測(cè)面40，檢測(cè)面用圖中的“AA”表示。磁阻傳感器元件41位于檢測(cè)面40的下方，沿著圖中的“BB”方向放置。永磁體15產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)如圖中的細(xì)實(shí)線(xiàn)23所示。圖2(B)展示了永磁體15產(chǎn)生的磁場(chǎng)在檢測(cè)面處平行于檢測(cè)面方向的分量28和垂直于檢測(cè)面方向的分量27,橫軸29表不在“AA”方向上位置的偏移量。在傳統(tǒng)的霍爾效應(yīng)驗(yàn)鈔磁頭中，傳感器僅檢測(cè)垂直于檢測(cè)面方向的磁場(chǎng)分量27，因此平行于檢測(cè)面方向的磁場(chǎng)分量28不會(huì)對(duì)驗(yàn)鈔磁頭的工作產(chǎn)生任何影響。若磁阻傳感器的感應(yīng)方向平行于檢測(cè)面40時(shí)，必須對(duì)偏置磁體進(jìn)行改進(jìn)，以減小永磁體產(chǎn)生的平行于檢測(cè)面的磁場(chǎng)對(duì)傳感器感應(yīng)信號(hào)的影響。現(xiàn)有技術(shù)比較例2[0050]增加偏置磁體與傳感器元件的體積比是解決上述問(wèn)題的一種有效方法。圖3(A)和3(B)分別為現(xiàn)有技術(shù)比較例2的磁頭中矩形永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)分布圖和磁場(chǎng)強(qiáng)度分布圖。比較圖3 (A)和圖2 (A)可以看出，偏置磁體35鄰近傳感器元件41 一面具有顯著增加的面積。從圖3 (A)中可以看出，永磁體35的磁化方向21垂直于檢測(cè)面40，檢測(cè)方向是圖中的“AA”。磁阻傳感器元件41位于檢測(cè)面40的下方，沿著圖中的“BB”方向放置。永磁體35產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)如圖中的實(shí)線(xiàn)23所示。圖3(B)展示了永磁體35產(chǎn)生的磁場(chǎng)在檢測(cè)面處平行于檢測(cè)面方向的分量28和垂直于檢測(cè)面方向的分量27,橫軸29表示在“AA”方向上位置的偏移量。從圖3(B)可以看出，比較例2平行于檢測(cè)面方向的磁場(chǎng)分量28明顯小于圖2(B)中比較例I的平行于檢測(cè)面方向的磁場(chǎng)分量。但是比較例2中，較大的永磁體體積會(huì)增加驗(yàn)鈔磁頭的體積，進(jìn)而增加其在驗(yàn)鈔機(jī)中安裝的難度。進(jìn)一步，增加永磁體和磁頭的體積意味著產(chǎn)品成本的增加，進(jìn)而增加驗(yàn)鈔機(jī)的成本。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例圖4示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的驗(yàn)鈔磁頭示意圖。根據(jù)本實(shí)用新型的磁阻驗(yàn)鈔磁頭包括磁阻傳感器芯片41、印刷線(xiàn)路板42、輸入輸出引針43、金屬外殼44、由至少兩個(gè)永磁體構(gòu)成的磁偏置元件45、柔性線(xiàn)路板(FPC) 46、第一注塑體47和第二注塑體50，并具有檢測(cè)面40。至少兩個(gè)永磁體構(gòu)成的磁偏置元件45之間形成有矩形隔離區(qū)域或氣隙，該隔離區(qū)域或氣隙位于磁阻傳感器芯片的正下方。金屬外殼44采用非磁性耐磨材料，且其在遠(yuǎn)離檢測(cè)面40的一側(cè)有開(kāi)口。磁阻傳感器芯片41在金屬外殼44內(nèi)靠近檢測(cè)面40安裝，且芯片中磁敏元件的敏感方向與驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面平行。檢測(cè)面40側(cè)外殼外表面距離磁阻傳感器芯片上表面之間的距離小于或等于0. 2mm。磁阻傳感器芯片41和磁偏置單元45分別位于印刷線(xiàn)路板42的兩側(cè)。磁偏置單元45的充磁方向垂直于檢測(cè)面40，如圖4所示。第二注塑體50例如位于印刷線(xiàn)路板42與磁偏置單元45之間，用于將印刷線(xiàn)路板42和磁偏置單元45隔離。傳感器芯片41的輸入端和輸出端分別與印刷線(xiàn)路板42上的相應(yīng)接線(xiàn)端例如通過(guò)焊接連接，使得印刷線(xiàn)路板42能夠支撐和固定傳感器芯片41。第一注塑體47位于磁偏置單兀45下方。輸入輸出引針43通過(guò)第一注塑體47固定。柔性線(xiàn)路板46的一端與印刷線(xiàn)路板42的相應(yīng)接線(xiàn)端電連接，柔性線(xiàn)路板46的另一端與輸入輸出引針43的一端電連接，使得輸入輸出引針43分別與傳感器芯片41的輸入端和輸出端導(dǎo)通。輸入輸出引針43的另一端作為驗(yàn)鈔磁頭的輸入輸出端。傳感器芯片41至少包含一個(gè)橋式電路，該橋式電路至少包含一個(gè)橋臂，優(yōu)選地，每個(gè)橋臂可至少包含一個(gè)例如隧道磁阻TMR元件，巨磁阻GMR元件或各向異性磁阻AMR元件的磁敏元件。更優(yōu)選地，每個(gè)橋臂可包含串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的隧道磁阻TMR元件，串聯(lián)和/或并聯(lián)巨磁阻GMR元件，或串聯(lián)和/或并聯(lián)各向異性磁阻AMR元件。在本實(shí)施例中，傳感器芯片41具有全橋結(jié)構(gòu)，該全橋結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)橋臂至少包含一個(gè)磁敏元件。磁敏元件的敏感方向49與驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面平行，磁偏置元件45中的每一個(gè)長(zhǎng)方體永磁體有四個(gè)面與驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面垂直，有兩個(gè)面與驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面平行。優(yōu)選地，金屬外殼44上設(shè)有接地引針48，接地的金屬外殼用于屏蔽來(lái)自金屬外殼44之外的電磁干擾，并用于消除靜電。第二注塑體50的形狀和尺寸分別與金屬外殼44、印刷線(xiàn)路板42和磁偏置單元45的形狀和尺寸相匹配，用于將印刷線(xiàn)路板42和磁偏置單元45固定在金屬外殼44中。優(yōu)選地，第一注塑體47與第二注塑體50能夠扣合。[0054]圖5示出根據(jù)本實(shí)用新型具有全橋結(jié)構(gòu)的磁阻傳感器芯片的驗(yàn)鈔磁頭的俯視示意圖。如圖所示，磁阻傳感器芯片41位于磁偏置單元45的上方。在磁阻傳感器芯片41內(nèi)存在一個(gè)檢測(cè)區(qū)域90，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，永磁體45產(chǎn)生的平行于檢測(cè)面40的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于25高斯，磁偏置單元45不會(huì)將該區(qū)域內(nèi)的各磁敏元件91磁化到飽和。因此，可以確保處于檢測(cè)區(qū)域內(nèi)其磁敏方向平行于檢測(cè)面的磁敏元件工作在線(xiàn)性區(qū)。在平行于磁敏元件敏感方向49的方向，檢測(cè)區(qū)域90的尺寸范圍例如是Imm到10mm。使用磁阻驗(yàn)鈔磁頭時(shí)，將紙幣靠近所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面，且使其相對(duì)于該檢測(cè)面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，磁阻傳感器芯片將會(huì)檢測(cè)到紙幣的磁性變化并通過(guò)輸出引針輸出相關(guān)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紙幣磁性的識(shí)別。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的磁阻驗(yàn)鈔磁頭既適用于識(shí)別由硬磁性材料制成的紙幣的磁性，又適用于識(shí)別由軟磁性材料制成的紙幣的磁性。所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭優(yōu)選采用其敏感方向平行于驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面的磁敏元件。與鋪化銦霍爾元件相比，這些磁敏元件的靈敏度和信噪比更高，因此所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭的靈敏度和信噪比較高。這些磁敏元件的制作工藝較簡(jiǎn)單，且不易受溫度和應(yīng)力的影響，成品率高，因此所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭的加工工藝較簡(jiǎn)單，成本較低。由于所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭采用柔性線(xiàn)路板連接印刷線(xiàn)路板和輸入輸出引針，而柔性線(xiàn)路板不會(huì)對(duì)永磁體的外形產(chǎn)生限制，有利于永磁體的設(shè)計(jì)。由于采用多個(gè)永磁體構(gòu)成磁偏置元件，永磁體之間的間隙使由磁偏置元件產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿磁敏元件敏感方向的分量很小或趨近于零，從而使磁敏元件工作在線(xiàn)性區(qū)。由于所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭的傳感器芯片采用橋式電路結(jié)構(gòu)的磁阻元件，使得所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭能夠有效抑制來(lái)自所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭之外的共模磁場(chǎng)的干擾。所述磁阻驗(yàn)鈔磁頭既可以用于驗(yàn)鈔機(jī)，又可以用于收銀機(jī)。下面將參照附圖分別對(duì)磁偏置單元的實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)闡述。實(shí)例I圖6(A)為實(shí)例I的磁頭中磁偏置單元產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)分布圖。在此設(shè)計(jì)中，有兩個(gè)具有矩形截面85的永磁體，且兩個(gè)永磁體之間存在隔離區(qū)域84，隔離區(qū)域84內(nèi)的材料可以是非磁性金屬材料、非磁性塑料、非磁性陶瓷材料，或者軟鐵磁性材料等。永磁體85的磁化方向垂直于檢測(cè)面40，在所述隔離區(qū)域84上方，平行于檢測(cè)面40的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。圖6 (B)是實(shí)施例1的磁通中沿著檢測(cè)面40的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布圖，其中虛線(xiàn)87是垂直于檢測(cè)面40的磁場(chǎng)強(qiáng)度分量，88是平行于檢測(cè)面40的磁場(chǎng)強(qiáng)度分量，縱軸86是磁感應(yīng)強(qiáng)度，橫軸是沿檢測(cè)面40的偏移距離。從圖中可以看出，在隔離區(qū)域84上方的平行于檢測(cè)面40的磁場(chǎng)強(qiáng)度較小，該方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)值明顯小于圖2和圖3中的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情形。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種驗(yàn)鈔磁頭，包括磁阻傳感器芯片，與該磁阻傳感器芯片耦合的柔性印刷電路板和磁偏置單元， 其特征在于， 所述磁阻傳感器芯片包括具有磁敏元件的電路，所述磁敏元件的敏感方向平行于所述驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面， 所述磁偏置元件在所述磁阻傳感器芯片遠(yuǎn)離驗(yàn)鈔磁頭檢測(cè)面一側(cè)放置，并且 所述磁偏置單元包括形成矩形隔離區(qū)域或氣隙的至少兩個(gè)永磁體，該隔離區(qū)域或氣隙位于磁阻傳感器芯片的正下方。
2.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述隔離區(qū)域中填充有非磁性材料或軟鐵磁性材料。
3.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述至少兩個(gè)永磁體分別為長(zhǎng)方體永磁體。
4.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述磁偏置單元被布置為使得產(chǎn)生的磁場(chǎng)在所述磁敏元件敏感方向的分量小于25高斯。
5.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，該驗(yàn)鈔磁頭進(jìn)一步包括位于所述磁阻傳感器芯片和所述磁偏置單元之間與所述磁阻傳感器芯片通過(guò)引線(xiàn)鍵合方式電焊接的印刷電路板。
6.如權(quán)利要 求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，該驗(yàn)鈔磁頭進(jìn)一步包括與柔性電路板連接的驗(yàn)鈔磁頭輸入輸出引針。
7.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述磁敏元件為隧道磁阻TMR元件、巨磁阻GMR元件或各向異性磁阻AMR元件。
8.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述磁敏元件為串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的TMR元件、或串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的GMR元件、或串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的AMR元件。
9.權(quán)利要求8所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的TMR元件或者串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的GMR元件或者串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的AMR元件構(gòu)成單臂結(jié)構(gòu)或者半橋結(jié)構(gòu)或者全橋結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述磁阻傳感器芯片是單臂傳感器芯片、半橋傳感器芯片，或者全橋傳感器芯片。
11.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，該磁頭進(jìn)一步包括容納所述磁阻傳感器芯片和所述磁偏置單元的金屬外殼，所述金屬外殼設(shè)置有接地端。
12.如權(quán)利要求11所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，所述金屬外殼內(nèi)填充有用于固定和隔離的注塑體。
13.如權(quán)利要求1所述的驗(yàn)鈔磁頭，其特征在于，該磁頭進(jìn)一步包括容納所述磁阻傳感器芯片和所述磁偏置單元的金屬外殼，該外殼在磁頭檢測(cè)面相對(duì)側(cè)上具有開(kāi)口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種被磁偏置的敏感方向平行于檢測(cè)面的驗(yàn)鈔磁頭。該驗(yàn)鈔磁頭包括磁阻傳感器芯片，與該磁阻傳感器芯片耦合的柔性印刷電路板和磁偏置單元。該磁阻傳感器芯片包括具有磁敏元件的電路，磁敏元件的敏感方向平行于所述驗(yàn)鈔磁頭的檢測(cè)面。該所述磁偏置元件在所述磁阻傳感器芯片遠(yuǎn)離驗(yàn)鈔磁頭檢測(cè)面一側(cè)放置，并且該磁偏置單元包括形成矩形隔離區(qū)域或氣隙的至少兩個(gè)永磁體，該隔離區(qū)域或氣隙位于磁阻傳感器芯片的正下方。本實(shí)用新型的驗(yàn)鈔磁頭具有更高的靈敏度和信噪比。
文檔編號(hào)G07D7/04GK202916902SQ20122056511
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者詹姆斯·G·迪克, 劉明峰, 白建民, 諸敏 申請(qǐng)人:江蘇多維科技有限公司