專利名稱：Atm機巨磁電阻驗鈔磁頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ATM機的驗鈔模塊，主要是指一種磁頭單芯片有效檢測范圍為 3mm的ATM機驗鈔模塊的巨磁電阻(GMR)驗鈔磁頭。
背景技術：
相關文獻CN200520095968. 3公開了一種點鈔機的巨磁電阻傳感器，它采用巨磁 電阻(GMR)傳感器芯片作為感應芯片進行檢測。其結構由外殼、GMR芯片、磁鋼、芯架和接 線柱等組成。GMR芯片、PCB板和磁鋼自上而下通過芯架安裝在外殼內(nèi)，磁鋼產(chǎn)生的磁力線 通過該巨磁電阻傳感器芯片時，與芯片表面巨磁電阻布線方向平行。這樣由磁鋼提供給GMR 芯片合適的工作環(huán)境，需檢測的紙幣上的磁信號作用于芯片上，由GMR芯片產(chǎn)生阻值差值， 從而產(chǎn)生檢測信號提供給點鈔機，完成紙幣的檢偽過程。CN02248990. 8公開了一種驗鈔機磁頭傳感器，包括電極和磁傳感器，磁傳感器包 括第一測量電阻和第二測量電阻，第一測量電阻和第二測量電阻為自旋閥巨磁電阻，該自 旋閥巨磁電阻包括釘扎層、被釘扎層、非磁間隔層、自由層。上述文獻均未涉及到ATM機專用巨磁電阻(GMR)磁頭，磁頭單芯片有效檢測范圍 小于IOmm的整體無縫檢測及對不同面值紙幣檢測等技術。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種ATM機巨磁電阻驗鈔磁頭，通過新的巨磁電阻 (GMR)結構，可滿足磁頭空間分辨率3mm，克服了偏磁問題，實現(xiàn)了整體無縫檢測和對不同 面值紙幣的檢測，解決了現(xiàn)有技術存在分辨率低(IOmm)的缺陷。實現(xiàn)本實用新型的磁頭結構是這種GMR驗鈔磁頭包括磁頭外殼、芯片骨架、GMR 芯片、磁鐵、PCB板、蓋板，其中在芯片骨架上設有兩排GMR芯片安裝口，在兩排GMR芯片安 裝口之間設有引線孔，所述兩排GMR芯片安裝口成品字形無縫相互錯開布置，在GMR芯片安 裝口內(nèi)設置GMR芯片，每排的GMR芯片與GMR芯片之間的距離小于10mm，單芯片有效檢測范 圍小于10mm，在每個GMR芯片的下方對應設有一塊偏磁磁鐵，所述GMR芯片為兩個電阻串聯(lián) 組成的電阻橋，該電阻橋的中間接點輸出由電磁產(chǎn)生的電信號，兩端分別為電源腳和接地， 所述GMR芯片還與PCB板連接。該磁頭結構還包括所述單芯片有效檢測范圍為3mm。所述偏磁磁鐵的S極對著巨磁阻芯片。所述偏磁磁鐵為釹鐵硼磁鐵(NdFeB)。 所述GMR芯片的磁阻條垂直于紙幣進入方向。 所述GMR芯片放置在骨架上的無縫連接包括設置兩排GMR芯片，每排GMR芯片之 間的距離為3mm，兩排GMR芯片相互錯開布置，即兩個GMR芯片之間的空位正好由另一排的 GMR芯片填補，這樣就實現(xiàn)了無縫連接。
3[0013]所述加偏磁包括GMR芯片是由兩條磁阻組成的半橋芯片，先把芯片固定在骨架的 固定位置，給半橋芯片加一個電壓，理論上中點輸出電壓為1/2個電壓，記下實際中點輸出 電壓值，再在背面加上磁鐵，這時中點電壓值會改變，上下前后輕輕移動磁鐵，使中點電壓 值與開始記下的值一樣，點膠固定。半橋芯片的工作原理當磁頭劃過紙幣的磁性油墨時，磁阻元件MRl和MR2磁場發(fā) 生變化，MRl和MR2的阻值發(fā)生變化，引起MRl和MR2接點處的輸出電壓變化，將磁信號轉 換為電信號。本實用新型的有益效果實現(xiàn)了整體無縫檢測，具有分辨率高和檢測不同面值紙 幣等特點。

圖1為本發(fā)明的芯片原理示意圖。圖2為本發(fā)明的檢測磁頭內(nèi)部結構示意圖。圖3為本發(fā)明的磁頭示意圖。圖4是圖3的磁頭蓋板主視圖。圖5是圖4的側視圖。圖6是圖3的芯片骨架示意圖，骨架中增加了一塊PCB板。圖7是圖6的骨架輔助PCB板示意圖，骨架輔助PCB板芯片的引線焊在PCB板上， 然后通過PCB中的焊盤把磁頭的引腳引出。圖8是本實用新型的加偏磁后的內(nèi)部結構示意圖。圖中1外殼、2磁頭蓋板、3芯片骨架、31芯片安裝口、32引腳、33PCB板、4巨磁阻 芯片、5感應方向、6引線、7磁阻條、8磁鐵、9GMR薄膜。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明本實用新型基于適合的材料和結構及加偏磁的方法可以實現(xiàn)單個磁頭來檢測紙 幣的金屬線和磁性油墨。磁頭設計方案先做有效檢測寬度為3mm的分立的磁頭，經(jīng)測試后，再做整體的設 計。如圖1所示，給該芯片加偏磁加在600e左右，就能檢測很微小的磁信號變化。單 條磁阻就能實現(xiàn)檢測，跟它匹配一條一樣的磁阻，是為了提高抗干擾能力。如圖2所示，做成檢測磁頭后的結構。引線采用超聲波壓焊技術，先把引線綁定 在薄膜9上的焊盤上，然后再用電烙鐵將引線焊在骨架3上的引腳32上。如圖3所示，磁頭總體組裝圖，由外殼1、磁頭蓋板2、芯片骨架3、PCB板33、巨磁 阻芯片4組成。焊接芯片的引線用超聲波壓焊，引線焊接在PCB板上用電烙鐵手工焊。加偏磁方法由于本發(fā)明的檢測精度達到3mm(GMR芯片之間的距離是3mm)，由于GMR芯片之間的距離較近，必然會出現(xiàn)磁干擾現(xiàn)象，解決這個問題的方法就是加偏磁。GMR芯片是由兩條 磁阻組成的半橋芯片。先把芯片固定在骨架的固定位置，給半橋芯片加5V的電壓，理論上 中點輸出電壓為2. 5V，但由于制作工藝的誤差會存在偏差，記下實際中點輸出電壓值，再在 背面加上磁鐵，這時中點電壓值會改變，上下前后輕輕移動磁鐵，使中點電壓值與開始記下 的值一樣，點膠固定。測試在加蓋板前，先對58個磁頭分別進行測試，確認每個芯片都有信號輸出，才固定 蓋板。測試時把磁頭插入放大電路中，然后蓋上蓋板，用鈔票的磁性油墨部分刷過，看是否 有信號輸出，然后測刷這個磁頭對相鄰磁頭是否有輸出，并測試是否為無縫輸出。固定蓋板測試合格后，先用快干膠把蓋板固定好，然后再進行測試，沒有問題后就可以灌膠 了。灌膠用雙組份環(huán)保環(huán)氧樹脂膠，膠的配比為A B = 10 4，從磁頭的背面灌進去。靜 置24小時即可。匯總測試把做好的磁頭插入焊好的放大電路中，重復上述測試步驟。放大電路、數(shù)據(jù)采集及傳輸測試電路鈔票的金屬線和磁性油墨刷過GMR芯片時，會引起GMR磁阻的變化，用兩個GMR磁 阻接成半橋形式，橋路會發(fā)生的微弱的電壓信號，這個弱信號通過交流耦合，接到后面的放 大芯片LMV321，放大倍數(shù)22000，然后再通過LMV321接成的比較器，就能輸出脈沖波(原理 圖見圖)。數(shù)據(jù)采集及傳輸目的采樣64路信號進行存儲，并將64路信號串行輸出，PC機通過串口調(diào)試軟件接收 到該64路信號數(shù)據(jù)；采樣時，當檢測到開始信號Sl后，再過幾個編碼器脈沖(可調(diào)整)后 開始對64路信號進行采樣；采樣時，編碼器每給一個脈沖就對64路信號采樣一次并存儲， 編碼器脈沖頻率大約是69微秒一次；采樣大約1000次后一個周期采樣完畢，此時開始串行 發(fā)送數(shù)據(jù)；方案多路輸入信號串行輸出包括數(shù)據(jù)采集和傳輸兩個部分，基本要求是芯片采樣到端 口輸入的采樣控制信號后開始采集64路輸入信號，采樣完畢后開始向主機以串口通信的 方式傳送。工作原理本巨磁電阻驗鈔磁頭安裝在ATM機上，用于存取紙幣的檢測，紙幣橫向經(jīng)過磁頭， 紙幣每移動0. 1mm，磁頭采樣一次，得到一組采樣數(shù)據(jù)，當紙幣全部通過磁頭，采樣800組， 將數(shù)據(jù)發(fā)送到CPU進行分析，得到紙幣磁性特征分布圖，與標準紙幣磁性分布圖對照，得到 紙幣的真?zhèn)谓Y果。
權利要求一種ATM機巨磁電阻驗鈔磁頭，其特征是包括磁頭外殼、芯片骨架、GMR芯片、磁鐵、PCB板、蓋板，其中在芯片骨架上設有兩排GMR芯片安裝口，在兩排GMR芯片安裝口之間設有引線孔，所述兩排GMR芯片安裝口成品字形無縫相互錯開布置，在GMR芯片安裝口內(nèi)設置GMR芯片，每排的GMR芯片與GMR芯片之間的距離小于10mm，單芯片有效檢測范圍小于10mm，在每個GMR芯片的下方對應設有一塊偏磁磁鐵，所述GMR芯片為兩個電阻串聯(lián)組成的電阻橋，該電阻橋的中間接點輸出由電磁產(chǎn)生的電信號，兩端分別為電源腳和接地，所述GMR芯片還與PCB板連接。
2.如權利要求1所述的ATM機巨磁電阻驗鈔磁頭，其特征是所述單芯片有效檢測范圍 為 3mm0
3.如權利要求1所述的ATM機巨磁電阻驗鈔磁頭，其特征是所述偏磁磁鐵的S極對著 巨磁阻芯片。
4.如權利要求1所述的ATM機巨磁電阻驗鈔磁頭，其特征是所述偏磁磁鐵為釹鐵硼磁鐵。
專利摘要一種ATM機巨磁電阻驗鈔磁頭，包括磁頭外殼、芯片骨架、GMR芯片、磁鐵、PCB板、蓋板，GMR芯片安裝口成品字形無縫相互錯開布置，單芯片有效檢測范圍為3mm。
文檔編號G07D7/04GK201725379SQ201020236559
公開日2011年1月26日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月24日
發(fā)明者鄧迪文 申請人:深圳市怡化電腦有限公司