Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

потребляемой мощности и снижения себестоимости.

Конкретная реализащы данного направления заключается в создании и обеспечении промышленного производства микроминиатюрных магнитоэлектронных устройств (ММЭУ). Эти устройства, состоят из магниточувствительного элемента и схемы обработки электрического сигнала, объединены единым корпусом, и изготовлены с применением интегральной (гибридной или твердотельной) технологии.

Основные направления развития микромагнитоэлектроники показаны на рис. 1.2.. Из рисунка видно, что микромагнитоэлектроника развивается по четьфем основным направлениям. Это разработка и производство:

преобразователей магнитного поля (магниточувствительных элементов);

магнитоуправляемых и магниточувствительных интегральных схем;

магнитных датчиков;

функщюнальных магнитоэлектронных устройств.

Развитие технологии изготовления современных преобразователей магнитного поля идет не только по пути интегращш совмещаемых с ними функщш, но и в направлении наращивания числа магниточувствительных элементов в одном изделии (устройстве).

Использование многоэлементных магниточувствительных преобразователей создает возможности для разработки многоканальных магнитоэлектронных устройств, что обеспечивает решение целого ряда принципиально иных задач, например:, для построения двух- и четьфехкоординатных магнитных датчиков положения и направления; многоразрядных высокоточных преобразователей типа угол-код , многоканальных МЭУ для комплектации портативных систем визуализации магнитного поля и др.

Многоканальные МЭУ могут содержать: коммутаторы каналов, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, устройства памяти, выборки и хранения, схемы интерфейса, знаковые и графические индикаторы и др.

Простейшими магнитоэлектронными устройствами являются магнитоуправляемые и магниточувствительные микросхемы, а также современные магнитные датчики. Элементная база магнитоэлектронных устройств показана на рис. 1.3.

Третьей большой группой изделий микромагнитоэлектроники являются функциональные магнитоэлектронные устройства (ФМЭУ) - (см. рис. 1.4).

Функциональные магнитоэлектронные устройства - это сложные изделия электронной техники, вьшолняюшие самостоятельные и вполне определенные функции. .

В отличие от магнитных датчиков эти устройства могут вьшолнять не только преобразовательные функции, но и использовать генерируемый сигнал непосредственно для управления объектом и (или) индицирования его состояния.

ФМЭУ содержат дополнительные элементы (функциональные электронные узлы, валы, пружины, поводки, кодирующие диски, тонармы, муфты и т.д.), которые обеспечивают выполнение заданных функций. Функциональные магнитоэлектронные устройства сконструированы так, что все их узлы и детали неразрьшно связаны между собой и представляют единое целое.

Примером простого функционального магнитоэлектронного устройства может служитьь бесконтактный кнопочный переключатель, содержащий: магнитную систему, магнитоуправляемую микросхему, арматуру (плунжер, возвратная пружина и др.), выходные контакты и литой пластмассовый корпус. Это устройство вьшолняет определенные и конкретные функции - замьпсает или разрьшает электрическую цепь при нажатии на плунжер (или другой, приводной элемент).

Примером более сложного ФМЭУ, может служить бесконтактный преобразователь типа угол-код .

В разряд ФМЭУ входит и, бесконтактный электронный предохранитель (реле тока), который разрьшает электрическую цепь при увеличении контролируемого тока за допустимые пределы.

Функциональные магнитоэлектронные устройства являются последним поколением изделий микромагнитоэлектроники, создание которых стало возможным благодаря достижениям микроэлектроники, точной механики и других отраслей техники.

В зарубежной технической литературе приводится немало примеров создания функциональных магнитоэлектронных устройств различного назначения, (названия некоторых из них приведены на рис. 1.4).

1.1. Производство изделий микромагнитоэлектроники

Номенклатура изделий микромагнитоэлектроники и объемы их производства в мире достигли внушительных размеров. Эти изделия используются в различных областях техники, в науке и бытовой аппаратуре. Суммарный годовой объем их производства составляет несколько миллиардов штук..

В России и за ее пределами наибольшее распространение получили несколько групп изделий.

К ним относятся, прежде всего, дискретные преобразователи магнитного поля, которые представляют собой основную группу изделий микромагнитоэлектроники (элементы Холла и магниторезисторы, магнитодиоды и магнитотранзисторы), и интегральные приборы (магниточувствительные и магнитоуправляемые ИС), а также магнитные датчики различного назначения.



nmHodtuHdueotunmvwodmw vntunsEod vnudusvduvH эпн9оно0 j -onj


Функционально-Ориентированные магнитные датчики

Функциональные магнитоэлектронные устройства

01 BtiHHBdi3



Элементы Холла(ЭХ). В настоящее время они являются самыми распространенными изделиями микромагнитоэлектроники.

Разработкой и вьшуском элементов Холла занимаются несколько десятков зарубежных фирм. В этом направлении работают и некоторые отечественные предприятия. Суммарный годовой объем производства элементов Холла в мире превьппает 1 млрд. шт. Номенклатура типов ЭХ насчитьшает сотни наименований.

Магниторезисторы. Наибольшее распространение получили две группы магнито-резисторов: монолитные и тонкопленочные. Имеются сведения о том, что некоторые предприятия в России осуществляют вьшуск таких приборов. Однако основными производителями магниторезисторов являются зарубежные фирмы, которые, вьшускают сотни миллионов этих изделий в год.

Магнитодиоды и магнитотранзисторы. Вьшуском дискретных магнитодиодов и магнитотранзисторов занимаются многие зарубежные фирмы. Эти приборы наиболее часто используются в составе интегральных изделий микромагнитоэлектроники, например в магниточувствительных и магнитоуправляемых ИС. Сведений о серийном производстве указанных изделий в России нет.

Магниточувствительные (МЧМС) и магнитоуправляемые (МУМ) интегральные схемы. За рубежом такие схемы назьшаются схемами Холла (Holl-effect integrated circuits). Зарубежные фирмы вьшускают сотни типов кремниевых магнитоуправляемых и магниточувствительных микросхем. Возобновляется вьшуск МЧМС и МУМ в нашей стране. По косвенной оценке суммарный годовой объем их производства превьппает 100 млн. шт.

Элементы Холла, магниторезисторы, магнитодиоды, магнитотранзисторы, МЧМС и МУМ используются, как правило, в качестве магниточувствительных элементов более сложных изделий микромагнитоэлектроники.

Магнитные датчики составляют внушительную группу изделий микромагнитоэлектроники. Зарубежными фирмами на основе интегральных преобразователей магнитного поля (магниточувствительных и магнитоуправляемых интегральных схем, магниторезисторов и др.) серийно вьшускается широкая номенклатура микроэлектронных магнитных датчиков различного назначения, в том числе: датчиков приближения, перемещения, скорости вращения валов и шестерен, преобразователей типа угол-код и т.д. Магнитные датчики являются важнейшими элементами автоматизированных систем различного назначения. Эти устройства, широко применяются в производстве, науке, технике, в бытовых приборах и т.п. Па рис. 1.4 приведены некоторые области их применения.

Выпуском магнитных датчиков занимаются сотни зарубежных фирм и некоторые отечественные предприятия. Суммарный годовой объем производства этих изделий составляет несколько сотен миллионов штук.

Более подробные сведения о параметрах, особенностях и производстве дискретных преобразователей магнитного поля, МЧМС, МУМ и магнитных датчиков приводятся в следующих главах.

Функциональные магнитоэлектронные устройства. Рассмотрим подробнее эту, группу приборов.

В отечественных источниках иногда встречается информация о создании ФМЭУ, однако в большинстве своем эти изделия пока не вьппли за рамки макетных и экспериментальных образцов.

Примером промышленной реализации простого ФМЭУ могут служить бесконтактные кнопочные переключатели типа ПКБ (ПКБ1 - ПКБ5), годовой объем производства которых в 1989-90 гп составлял в СССР примерно полмиллиона штук. В зарубежной технической литературе можно найти немало примеров создания функциональных магнитоэлектронных устройств различного назначения, (названия некоторых из них приведены на рис. 1.4).

Номенклатура ФМЭУ, вьшускаемых ведущими зарубежными фирмами, значительно богаче отечественной.

Например, фирма Bosch (Германия) вьшускает бесконтактные замки зажигания для автомобилей; фирма Honeywell производит бесконтактные кнопочные переключатели, электронные предохранители и реле тока, концевые вьпслючатели; фирма Murata (США) освоила вьшуск бесконтактных потенциометров, декодеров, вакуумных переключателей, головок для считьшания информации с магнитных карт и казначейских билетов; фирма Allegro Micro System вьшускает интегральные преобразователи частоты для непосредственного управления обмотками статора бесколлекторного (вентильного) электродвигателя постоянного тока и т.д.

Фирмой Valvo (Германия) разработан и реализован в гибридном исполнении электронный магнитный компас, используемый в автомобильном навигационном комплексе. Прибор содержит все необходимые элементы для вьщачи цифровой информации о всех трех составляющих магнитного поля Земли.

Фирмой Honeywell предлагается целая серия магнитоэлектронных устройств (ПМС1001, ПМС1002, ПМС2003 и HMR) для навигационных приборов и высокочувствительных магнитометров. Устройства также могут вьщавать информацию об одной, - двух - или трех - составляющих магнитного поля Земли. Приборы вьшускаются в гибридном исполнении.

Аналогичные по назначению, но еще более сложные устройства (ТСМ2, АХ100, Vector-2X, Wayfinder-VR и др.), вьшускаются фирмой Precision Navigation Inc. (США).

Судя по многочисленным публикациям в зарубежных и отечественных источниках, дальнейшее развитие функциональных магнитоэлектронных устройств идет по пути их промьппленного освоения с внедрением новых технологий, расширения номенклатуры, функций и сфер применения.



1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122