定子封装件，转子封装件和感应式角度传感器

技术领域

本发明涉及以一种用于感应式角度传感器的定子封装件和所属的用于感应式角度传感器的转子封装件。本发明还涉及一种具有这种转子封装件和这种定子封装件的感应式角度传感器，以及用于制造该封装件和感应式角度传感器的相应方法。

背景技术

位置传感器用于确定两个彼此相对旋转的部件(例如转子和定子)之间的位置。这样的角度传感器例如用于确定转向角或用于确定马达轴等的位置。

对于确定两个部件之间的角度，存在不同的方法和装置。本文描述的概念涉及感应示角度测量技术领域中的传感器。

在使用感应式测量原理的传感器中，励磁线圈布置在第一传感器部件上，例如在定子上。励磁线圈利用交流电流被激励，并且然后产生相应的感应场或磁场。第二传感器部件(例如转子)可相对于第一传感器部件旋转。在第二传感器部件上设置有所谓的感应靶标。该感应靶标接收由励磁线圈产生的感应场或磁场。感应靶标是导电的，从而响应于接收到的感应场或磁场在感应靶标中形成感应电流。该感应的感应电流又在靶标中引起相应的感应场或磁场。第一传感器部件(例如定子)具有接收线圈，该接收线圈接收由靶标产生的感应场或磁场，并且响应于此产生感应信号，例如相应的感应电流或感应电压。该感应信号的信号强度主要取决于两个传感器部件相对于彼此的位置，并因此根据两个传感器部件之间相对于彼此的位置而变化。因此，基于对在接收线圈中感应的感应信号的信号强度的评估，可以确定两个传感器部件相对于彼此的位置。

因此，该感应式传感器原理不同于传统的磁场传感器，后者测量磁场的、特别是永磁场的磁场强度。磁场强度根据两个传感器部件相对于彼此的位置而变化。另一个区别例如在于材料的选择。对于磁场传感器使用铁磁材料，但是对于感应式传感器也能使用具有导电性的非铁磁材料(例如铝)。

磁场传感器的制造尺寸非常小。然而，磁场传感器容易受到外部干扰的影响，外部干扰尤其可能由于铁磁材料的存在而引起。因此，在具有许多磁性组件的环境中，磁场传感器的可靠性可能会部分地发生很大变化。

相反，感应式角度和/或位置传感器对铁磁材料不敏感。与上述磁场传感器的应用领域相比，感应式传感器的应用领域因此得到了显著扩展。另外，感应式传感器基本上不受诸如灰尘、污垢或液体之类的外部影响。

取决于：感应式传感器的灵敏度应如何、或感应式传感器的期望测量距离有多大，在相应线圈中感应出部分高电流。为了确保感应式传感器具有理想的高灵敏度，在此损耗和寄生电感应保持尽可能低。因此，应针对部分高电流来设计相应线圈的绕组尺寸。因此，线圈通常以结构化的印制导线的形式生成在印刷电路板上，即所谓的PCB(PCB：PrintedCircuit Board)上。在PCB上，与结构化的印制导线线圈横向相邻地附加布置有芯片封装件，该芯片封装件具有用于操作PCB上的感应式传感器的相应电路。根据需要，感应式传感器应尽可能小。但是，在PCB上结构化的印制导线线圈及与其相邻定位的芯片壳体都需要一定的最小安装面积。另外，在PCB上最小可实现的印制导线厚度也是传感器小型化程度的一个附加限制因素。

PCB上的线圈原则上应该非常精确地制造，其中与期望布局的微小偏差已经能够导致角度测量中的误差。例如，各个线圈可以借助于PCB中的通孔相互连接。这些通孔可以沿着线圈的外周以及和内周布置。但是，通孔的布置和尺寸的偏差会导致更高阶的误差(在角度域内)，而这种误差又可能很难弥补。PCB中此类通孔的直径通常也明显大于PCB上各个印制导线的宽度。例如，对于内径为15mm的线圈，布置在内径上的通孔可以设置得彼此靠近，使得例如不再有位置用于旋转所需的可旋转轴，或者不再可能进一步减小内径。另外，所有通孔的相对较高的金属化份额可能导致角度测量中的明显误差，例如由于通孔中有不希望的涡流或由于存在电容耦合。

具有多个部件、例如具有多个线圈的电感式传感器系统可以使用PCB技术轻松制造。为此例如可以使用具有多个集成金属层的多层PCB。但是，为此所需的金属层数的增加导致生产成本的增加。作为替代方案，金属层可以布置在PCB的正面和背面，这比使用多层PCB更具成本效益。但是，这增加了正面和背面上的线圈之间的垂直距离。该距离可以例如是0.5mm，其对应于转子和定子之间的标称气隙的大约40％，这又能对测量精度产生显著影响。此外，PCB中金属层的受限对准精度可能会导致角度误差。

除此之外，PCB基于热机械应力或湿机械应力可能易于分层，这也可能导致铜印制导线断裂。因此，可能有必要在现场检查线圈的集成度，为此例如可以在线圈匝中使用精确的电阻器，其中可以在运行期间检查这些电阻是否仍存在于不同的连接之间。这些电阻器可以被被设计为SMD组件，它们被非常精确地放置在印制导线上。此外，这些SMD组件的高度为1mm至2mm。这也可能导致角度误差，特别是在小线圈的情况下。另外，在转子和定子之间存在碰撞的潜在危险，这可能会损坏线圈。

因此，以PCB技术制造感应式角度传感器或其单个部件容易执行且成本低廉，但是会导致上述问题以及与此相关的测量误差，特别是随着线圈的小型化程度的增加。

因此，期望提供一种感应式角度传感器或用于这种感应式角度传感器的单独的传感器部件，这些传感器部件具有尽可能小的尺寸，但是它们仍提供非常精确的测量结果并且同时可被廉价地制造。

发明内容

因此提出了根据本发明的定子封装件作为这种传感器部件。此外，提出了根据本发明的转子封装件作为另一传感器部件。此外，提出了一种根据本发明的具有这样的定子封装件和这样的转子封装件的角度传感器。相应制作的实施例和其他有利方面在以下给出。

根据一个方面，提出了一种用于感应式角度传感器的定子封装件，其中该定子封装件尤其具有基板，在该基板上可以布置有至少两个布置在不同平面中的金属化层。定子封装件还可以具有带有至少两个导电接收线圈的接收线圈装置，其中接收线圈装置被设计为：接收由可相对于定子封装件旋转的感应靶标装置辐射的磁场，并响应于磁场产生感应信号。定子封装件还可以具有半导体芯片，该半导体芯片与接收线圈装置导电连接，其中半导体芯片具有集成电路，其被设计为：评估感应信号，并基于感应信号确定在接收线圈装置与可相对于接收线圈装置旋转的感应靶标装置之间的旋转角度。电绝缘的灌注料可以围绕包括半导体芯片和接收线圈的基板。根据此处描述的创新概念，两个接收线圈可以以薄膜技术在两个金属化层中实现。

根据另一方面，提出了一种用于制造这种定子封装件的方法，其中该方法尤其包括步骤：提供基板并在基板上布置至少两个布置在不同平面中的金属化层。根据该方法，可以产生带有至少两个导电接收线圈的接收线圈装置，这些接收线圈装置被设计为：接收由可相对于定子封装件旋转的感应靶标装置辐射的磁场，并响应于磁场产生感应信号。可以将半导体芯片布置在基板上或旁边，并使半导体芯片与接收线圈装置电接触，其中半导体芯片具有电路，电路被设计为：评估感应信号，并基于感应信号确定在接收线圈装置与能相对于接收线圈装置旋转的感应靶标装置之间的旋转角度。此外根据该方法，可以施加电绝缘的灌注料，灌注料围绕包括半导体芯片和接收线圈装置的基板。根据此处描述的创新概念，接收线圈装置的至少两个接收线圈可以以薄膜技术在两个金属化层中实现。

根据另一方面，提出了一种用于感应式角度传感器的转子封装件，其中该转子封装件特别地具有基板，在基板上可以布置有至少一个金属化层。转子封装件还可以具有带有至少一个导电的感应靶标的感应靶标装置，导电的感应靶标被设计为：响应于由励磁线圈辐射的磁场产生感应电流，并产生与感应电流相应的磁场，并且在定子封装件的方向上辐射磁场。另外，转子封装件可以具有电绝缘的密封件或灌注料，其围绕包括靶标装置的基板。转子封装件能抗扭地布置在可旋转的轴上并且可相对于定子封装件旋转。另外，靶标装置的至少一个感应靶标可以在至少一个金属化层中实现。

根据另一方面，提出了一种用于制造这种转子封装件的方法，其中该方法尤其包括步骤：提供基板并在基板上布置至少一个金属化层。根据该方法，可以产生带有至少一个导电的感应靶标的感应靶标装置，导电的感应靶标被设计为：响应于由励磁线圈辐射的磁场产生感应电流，并产生与感应电流相应的磁场，并且在定子封装件的方向上辐射磁场。靶标装置的至少一个感应靶标可以在至少一个金属化层中实现。在进一步的方法步骤中，可以施加电绝缘的密封件或灌注料，其围绕包括靶标装置的基板。另外，可以将转子封装件抗扭地布置在可旋转的轴上，使得转子封装件可相对于定子封装件旋转。

附图说明

一些实施例在附图中作为示例示出并且在下面进行解释。在此：

图1根据一个实施例示出了具有定子封装件和转子封装件的感应式角度传感器的侧视截面图，

图2根据一个实施例示出了定子封装件的俯视图，

图3A根据另一个实施例示出了具有定子封装件和转子封装件的感应式角度传感器的侧视截面图，

图3B根据另一个实施例示出了具有定子封装件和转子封装件的感应式角度传感器的侧视截面图，

图4根据一个实施例示出了具有定子封装件、转子封装件和单独的部件板的轴端设计中的感应式角度传感器的侧视截面图，

图5根据另一个实施例示出了具有定子封装件、转子封装件和单独的部件板的通轴设计的感应式角度传感器的侧视截面图，

图6根据一个实施例示出了用于图解说明用于制造定子封装件的方法的示意性框图，

图7根据一个实施例示出了用于图解说明用于制造转子封装件的方法的示意性框图。

具体实施方式

在下文中，参考附图更详细地描述实施例，具有相同或相似功能的元件带有相同的附图标记。

在框图中示出的并且参照该框图说明的方法步骤也可以按照与所示或所描述的顺序不同的顺序来进行。另外，与装置的特定特征有关的方法步骤可以与装置的该相同特征互换，这也可以相反地应用。

此处主要使用术语“定子封装件”和“转子封装件”以便更好地理解。两个封装件都可以相对旋转。在此，无论是转子封装件旋转并且定子封装件位置固定，或者是定子封装件旋转并且转子封装件位置固定，都没有关系。

图1示出了感应式角度传感器1000的实施例，其具有根据示例性且非限制性实施例的定子封装件10，并且具有根据示例性且非限制性实施例的转子封装件100。

在此示出的定子封装件10具有接收线圈装置30，该接收线圈装置具有至少两个导电的接收线圈31、32。然而，接收线圈装置30也可以具有两个以上的导电接收线圈。接收线圈装置30可以优选地具有偶数个接收线圈。

可相对于定子封装件10旋转的转子封装件100具有感应靶标装置130。感应靶标装置130可以具有至少一个导电感应靶131。然而，感应靶标装置130也可以具有多个导电感应靶。例如，在使用游标原理的感应角度传感器的情况下，感应靶标装置130可以具有两个导电的感应靶标。靶标装置130原则上也可以具有两个以上的导电感应靶。靶标装置130的导电感应靶的数量可以例如取决于接收线圈装置30中的接收线圈31、32的数量。例如，每一个导电的感应靶标可以被提供用于各两个接收线圈31、32。

励磁线圈(在此未示出)例如可以布置在定子壳体10中或者布置在附加的部件板上(参见图4和5)，该励磁线圈可以在感应靶标131的方向上辐射磁场。感应靶131可以被设计为响应于由励磁线圈辐射的磁场产生感应电流并且产生与感应电流相对应的磁场，该磁场又在定子封装件10的方向上、特别是在接收线圈装置30的方向上被辐射出去。

接收线圈31、32可以被设计为接收由可相对于定子封装件10旋转的感应靶标装置131辐射的磁场，并响应于该磁场产生感应信号。定子封装件10和转子封装件100之间的旋转角度可以基于这些感应信号来确定。

为此，定子封装件10可以具有半导体芯片21。半导体芯片21可以例如借助于键合线22与接收线圈装置30导电连接，并且半导体芯片具有集成电路、例如ASIC(专用集成电路)。集成电路可以被设计为：评估由接收线圈装置30接收的上述感应信号，并且基于这些感应信号确定布置在定子封装件10中的接收线圈装置30与可相对于其旋转的、布置在转子封装件100中的感应式靶标装置130之间的旋转角度。

定子封装件10可以具有基板20。基底20可以例如具有来自硅、玻璃或陶瓷构成的组中的至少一种无机材料，或者可以由其制造。基板可以具有在50μm至800μm之间、并且优选地在200μm至500μm之间的厚度。

至少两个金属化层11、12可以布置在基板20上。至少两个金属化层11、12中的至少一个也可以至少部分地集成在基板20中。金属化层11、12可以是集成到基板中的金属层，例如在无机基板的情况下。也可以考虑将基板20设计成WLB基板或eWLB基板((e)WLB：(嵌入式)晶片级球栅阵列)的形式。在此，金属化层11、12例如可以存在于重新布线部、所谓的重新分布层(简称为RDL)中。

至少两个金属化层11、12可以布置在两个不同的平面中。层堆叠的横截面可以使得至少两个金属化层11、12设置在基础基板20上。换句话说，定子封装件10可以具有带有至少两个垂直叠置平面的垂直层堆叠，其中在每个平面中分别布置有至少一个金属化层11、12。因此，层堆叠具有至少两个彼此垂直间隔开的金属化层11、12。即，至少两个金属化层11、12不是横向彼此相邻地布置，而是垂直叠置地布置。

根据本文所述的创新性概念，接收线圈装置30的至少两个上述接收线圈31、32可以以薄膜技术在垂直层堆叠的上述至少两个金属化层11、12中实现。

例如，可以借助于薄膜技术来将至少两个彼此间隔开的金属化层11、12结构化，用于生成接收线圈31、32。术语“薄膜技术”可以理解为结构化的金属化沉积(例如借助于溅射或气相沉积-利用通过光刻的结构化)。也可以属于薄膜技术的是，以此方式产生的薄的所谓籽晶层随后通过电镀工艺得到增强-这可以通过电流(galvanisch)或无电流方式完成。介电层可以使用旋涂技术制造或层压。此外，由微电子技术已知的制造工艺也可用于薄膜技术。

相反，术语“厚膜技术”将包括例如减法技术，例如在电路板制造中(例如蚀刻覆铜层)或在随后的固化中印刷导电胶。因此，在结构上，可以将使用薄膜技术制造的金属化层与使用厚膜技术制造的金属化层区分开。

薄膜技术的优点在于可以实现较小的结构(结构宽度和结构间距)。在线圈的情况下，因此可以在相同面积上表示更多匝。

因此，本公开中描述的薄膜技术在感应式角度传感器的制造中的应用使得可以以非常小型化的形式但仍以非常高的精度来制造接收线圈装置30的上述接收线圈31、32。整个定子封装件10可以具有例如小于15mm或小于10mm的覆盖区(即，外部尺寸)。

根据一个实施例，金属化层11、12可以各自具有100nm至5μm的层厚度。另外，可以以薄膜技术由金属化层11、12制成的接收线圈装置30的接收线圈31、32可以具有宽度为10μm或更小的一个或多个线匝。

可以在至少两个彼此间隔开的金属化层11、12之间布置至少一个电绝缘层13。由于可以应用薄膜技术，因此在此也可以产生的优点是该电绝缘层13可以非常薄。电绝缘层13可以例如具有大约100nm至大约10μm、并且优选地大约300nm的层厚度。由此可以有助于匹配，也就是说有助于两个接收线圈31、32的配对公差。

根据本文所述的创新概念，定子封装件10还可具有电绝缘的密封件或灌注料23。灌注料23可以围绕包括半导体芯片21和接收线圈31、32的基板20。这提供了另一个决定性的优势。借助于灌注料23，能将接收线圈31、32与半导体芯片21或集成电路之间的大量连接(例如，键合线22)包封。因此，可以使整个定子封装件10比现有技术中的封装件更加可靠和稳固。在根据现有技术的常规角度传感器中，在印刷电路板上设有焊接的印制导线。这些印制导线可能会松动，并且容易腐蚀。此外存在所谓的冷焊点风险。由于热应力或机械应力，印刷电路板还倾向于使各个层分层。

与此相对地，在此描述的完全包封的定子封装件10具有明显的优点。灌注料23在很大程度上保护了定子封装件10的各个元件不受外界影响。结合应用薄膜技术来制造接收线圈装置30的各个接收线圈31、32，可以制造出非常小型化、高度精确且稳固的定子封装件10，其也可以被成本有效地制造。

这同样适用于本文所述的转子封装件100。转子封装件100也可以具有基底120，在基底上或其中可以布置至少一个金属化层111。这里，基板120也可以例如具有来自硅、玻璃或陶瓷构成的组中的至少一种无机材料，或者由其制成。基板120可以具有在50μm至800μm之间、并且优选地在200μm至500μm之间的厚度。

转子封装件100也可以以小型化形式制造。整个转子封装件100可以例如具有小于15mm、或者小于10mm、或者甚至小于5mm的覆盖区(即，外部尺寸)。在一个实施例中，转子封装件100可以具有大约5×5mm的外部尺寸。转子封装件100可以被设计为环形或圆形或椭圆形。在这种情况下，转子封装件100可以具有大约6mm至12mm的直径。

可以在至少一个金属化层111中实现前述的感应靶标装置130。在这里，如有必要，也可以应用薄膜技术来生成靶标装置130。靶标装置130可以具有线圈形状或以实心金属模制的形式设计。例如，靶标装置130可以由薄金属板、例如铜板制成。靶标装置130可以例如从金属板中冲压或蚀刻出。在此可以放弃应用薄膜技术，从而可以生成相对较厚的靶标装置130，其厚度或厚度约为0.1mm至0.5mm。这样的靶标装置130对于较大的电流会更耐受。

在感应式角度传感器1000中出现的感应电流可以在励磁线圈中和在感应靶130中显著高于在接收线圈装置30的接收线圈31、32中感应的电流。有时这是因此可以以薄膜技术特别有利地制造根据本文所述概念的接收线圈31、32的一个原因。

如上所述，在靶标装置130的制造中可以放弃应用薄膜技术，以便能够更好地传导部分高电流。例如，金属板可优选用于制造靶标装置130(例如，齿盘或引线框架)。对于游标原理，例如需要具有至少两个极距不同的感应靶标的靶标装置130(例如，线匝的3和4个齿或环)。相反，在这种情况下有利的是，使用基板并在其上施加较厚的金属层，例如借助于电镀来实现。例如，可以首先借助于溅射技术施加薄层，然后可以例如通过电镀沉积使该层变厚。

就形状而言，靶标装置130可以被设计为绕组，其中然后例如能借助于薄膜技术再次将其制造。靶标装置130的几何形状可以例如与接收线圈装置30的接收线圈31、32的几何形状相似或相同。特别地，如果靶标装置130被设计为线圈，则一种选择将是以WLB基板或eWLB基板((e)WLB：(嵌入式)晶片级球栅阵列)的形式实现基板120。可从金属化层111中生成靶标装置130，该金属化层在此例如可以是重新布线部(所谓的重新分布层、简称为RDL)中的金属化层。

转子封装件100也可以借助于密封件或电绝缘的灌注料123来浇注。也就是说，灌注料123可以围绕基板120，该基板包括金属化部111或可由此生成的电感靶标装置130。因此也可以可靠地保护转子封装件100免受外部影响。转子包装100的外观可以基本上类似于片状器件。

这种片状器件形的转子封装件100也可以例如被有意地实施得更厚并且具有大约5mm的厚度。在所谓的轴端系统中，这可以确保线圈与金属的可旋转轴200之间有足够大的距离(参见图4)，或者这能够允许线圈以直角相对于旋转轴线201布置。

在图1中还示出了这种可旋转轴200。可旋转轴200能绕其旋转轴线201旋转。在此作为示例示出的感应式角度传感器1000是所谓的通轴系统。在此，沿可旋转轴的旋转轴线201的延伸方向看，可旋转轴200可旋转地延伸通过整个定子封装件10。

例如，定子封装件10可具有为此目的而延伸穿过基板20的穿孔25。轴200则可以延伸穿过该穿孔25。因此，轴200可以独立于定子封装件10地旋转。或者，换句话说，延伸穿过定子封装件10的轴200可以旋转，而定子封装件10停止并且不随轴200旋转。轴200也可以以相同的方式延伸穿过灌注料23。

图2示意性地且未按比例显示具有贯穿轴200的定子封装件10的俯视图。轴200延伸穿过基板20中的穿孔25。穿孔25的直径例如可以在2mm至5mm之间。轴200可以具有略小的直径、例如小了十分之几毫米，因此该轴能够被可旋转地引导穿过透孔25。轴200可以具有例如1mm至4mm的直径。

另外，在图2中同样纯粹地示意性地且不按比例显示了两个彼此垂直间隔开的金属化层11、12的断面，在其中可以制造接收线圈装置30的接收线圈31、32。接收线圈装置30可以环形地设计并且包围或环绕透孔25。

在此仅通过实线和虚线示意性地示出金属化层11、12的不同水平。这旨在表示，各个接收线圈31、32交替地在两个金属化层11、12上或在两个平面上延伸，并且因此可以彼此交织。这意味着不必一定要如下地理解：第一接收线圈31仅在第一金属化层11中生成，而第二接收线圈32仅在第二金属化层12中生成。相反，两个金属化层11、12都可以用于生成两个接收线圈31、32，其中各个线圈段在第一(上部)金属化层11和第二(下部)金属化层12之间交替，使得两个接收线圈31、32最终彼此内部交织在一起。即，一个线圈31的导线分别穿过另一线圈32的环体。因此例如四个线圈可以仅以两层的形式制造而成。

线圈段在金属化层11、12的两个平面之间的这种交替可以在例如为此目的特别设置的垂直镀通孔或通孔210、220中实现。也就是说，在这些通孔210、220中，接收线圈31、32的线圈结构在第一(上)平面和第二(下)平面之间改变。可以说，这两个接收线圈31、32在这些通孔210、220中彼此交叉，并且改变它们相应的平面，使得接收线圈31、32并不彼此不相交。

通孔210、220既可以布置在接收线圈装置30的外周(参见通孔220)处，也可以布置在接收线圈装置30的内周(参见通孔210)处。以薄膜技术制造接收线圈31、32提供了使定子封装件10小型化的另一优点。通孔210、220也可以以薄膜技术制造。通孔210、220的直径可以小于10μm。这提供了如下优点：特别是布置在接收线圈装置30的内周处的通孔210可以彼此非常接近地布置。这意味着，与如迄今为止在现有技术中已经实现的印刷电路板中的常规通孔相比，通孔210需要明显较小的空间。因此，与以PCB技术制成的常规系统相比，可以显著减小在本文中描述的以薄膜技术制成的接收线圈装置30的内径。

现在，接收线圈装置的内径越减小，沿该内径分布的通孔彼此移得越近。印刷电路板上的通孔直径为100μm或更大。即，接收线圈装置的内径变得越减小，沿该内径分布的各个通孔彼此靠近得越多，从而限制了接收线圈装置的内径完全可能的减小。因此例如能以PCB技术制造的接收线圈装置的内径被限制为大约15mm。外径在此约为25mm。接收线圈装置的内径被设置有高密度的通孔，使得不再可能进一步减小尺寸，并且不再有任何空间可供旋转轴穿过。

相反，在此公开的定子封装件10解决了这个问题，其中可以以薄膜技术来制造接收线圈31、32。如上所述，以薄膜技术也可以制造具有大约10μm或更小的直径的通孔210、220。由此，接收线圈装置30的内径可以减小到5mm，而轴200仍然穿过定子封装件10。外径也可以减小到大约16mm或更小，从而总体上可以制造出明显更小的定子封装件10。

如在图2中示例性地示出的，接收线圈装置30可以环形地设计并且围绕轴200延伸。相应地，布置在接收线圈装置30的内径处的通孔210也可以环形地围绕轴200延伸。在这种情况下，可以非常靠近穿孔25地引导穿孔210。

穿孔25可以具有允许轴200(例如，具有1mm至5mm的直径)穿过其插入的形状，同时留下至少十分之几毫米的空气以防止直接接触和磨损。穿孔25可以是圆形的，但是也可以是正方形、椭圆形或多边形的，例如三角形、矩形、五边形、六边形等，在一定情况下角有或没有倒圆部。这样的穿孔25可能难以在一些基板中制造，由此则可能导致例如上述特殊几何形状之一(例如六边形)，其会偏离在此纯示例性示出的圆形。

图3A和3B分别示出了感应式角度传感器1000的另一种可能的实施例。这些实施例类似于上面参照图1讨论的实施例，因此具有相似或相同功能的元件具有相同附图标记。在图1所示的实施例中，半导体芯片21是不对称的，即相对于接收线圈装置30横向偏移地布置，而在图3A和图3B所示的实施例中，半导体芯片21可以基本上居中地布置或同中心地布置。

图3A示出了一个实施例，其中半导体芯片21布置在接收线圈装置30上。例如，可以在半导体芯片21和接收线圈装置30之间设置介电层(这里未示出)。轴200可以延伸穿过半导体芯片21。也就是说，半导体芯片21也可以具有穿孔25，轴200穿过该穿孔延伸。当在俯视图中观察时，接收线圈装置30将至少在此以其外径围绕半导体芯片21布置。半导体芯片21可以相对于轴200或接收线圈装置30居中布置。

图3B示出了一个替代实施例。在此，可以增大接收线圈装置30的内径，从而可以将半导体芯片21布置在基板20上的接收线圈装置30内。在此，轴200也可以再次延伸穿过半导体芯片21。在俯视图中，接收线圈装置30在此将以其外径和内径围绕半导体芯片21布置。半导体芯片21可以相对于轴200或接收线圈装置30居中布置。

如开始时已经提到的，这里介绍的感应式角度传感器1000可以是所谓的轴端系统或通轴系统。到目前为止，纯示例性地描述了通轴系统。

图4示出了轴端系统的示例。除了到目前为止讨论的实施例之外，这里还示出了外部的部件板300。部件板300可以是例如PCB。励磁线圈40可以布置在部件板300处、部件板之中或之上。励磁线圈40可以借助于合适的电流连接、例如借助于键合线220与布置在定子封装件10中的半导体芯片21或集成电路导电地连接。

可替代地也可以考虑，励磁线圈40设置在定子封装件10中。在此可以以薄膜技术将励磁线圈40设计在至少两个金属化层11、12中的至少一个中，或者可以以薄膜技术将励磁线圈40设计在至少一个第三金属化层中，基板20布置在该第三金属化层上。在这种情况下，励磁线圈40也可以被浇注在灌注料23中并且与半导体芯片21导电连接，并可用交流电流来激励以产生磁场。

从图4中可以看出，定子封装件10可以布置在部件板300上并且可选地固定在其上。例如，定子封装件10可以被粘结、胶合到部件板300上，或以其他方式在部件板300上固定。因此，定子封装件10本身可以被被设计为不具有电路板。可选地，如果如图4所示，励磁线圈40例如应设置在外部的部件板300中，则无电路板的定子封装件10可以布置在这种外部的电路板(或部件板)300上。然而，定子封装件10自身在这种情况下将被被设计为不具有电路板。

定子封装件10可以是不可运动或不可旋转的。相反，转子封装件100可以是可运动的或可旋转的，并且可以相对于不可旋转的定子封装件10旋转。为此目的，转子封装件100可以布置在可旋转的轴200的端部部段上。例如，转子封装件100可以借助于粘合剂28安装到轴200的端部。因此，转子封装件100可以与可旋转的轴200一起旋转。转子封装件100和定子封装件10可以彼此间隔开，使得它们不接触。也就是说，在定子封装件10与转子封装件100之间存在轴向气隙29，该轴向气隙防止了定子封装件10与转子封装件100之间不期望的直接接触。

图5示出了根据通轴原理的感应式角度传感器1000的实施例。在此，可旋转的轴200既可以延伸穿过定子封装件10，又可以延伸穿过转子封装件100，以及可选地穿过部件板300。部件板300连同设置在其中的励磁线圈40可以分别具有穿孔25，可旋转的轴200延伸穿过该穿孔。

穿孔25可以具有比可旋转的轴200略大的直径，从而轴200可以在穿孔25内旋转。也就是说，定子封装件10和部件板300均可以在轴200和穿孔之间具有径向气隙27，该径向气隙防止在轴200和定子封装件10之间或在轴200和部件板300之间的直接接触。

转子封装件100也可以具有穿孔25，该穿孔的直径可以略大于轴200的直径。转子封装件100可以抗扭地安装至轴200。例如，转子封装件100可以借助于粘合剂26粘合到轴200上。因此，转子封装件100与轴200一起旋转，而轴200在静止的定子封装件10中旋转。

定子封装件10和转子封装件100优选地总是无接触。此外，定子封装件10可以有利地以可旋转轴120的旋转轴线121为中心取向。在轴端实施(图4)中，转子封装件100可以胶合到轴端部的端面上，并且定子封装件10可以以大约1mm至2mm的轴向距离布置在其之前。在通轴实施中(图5)，轴120例如可以“无限长”，即轴端部不适用于角度传感器100。转子壳体100和定子壳体10则都可以具有孔25，轴120穿过该孔25。转子封装件100可以是环形的并且固定至轴120。定子封装件10也可以布置成环形，并且与转子封装件100相距1mm至2mm。

图6示出了用于图解说明用于制造本文所述的定子封装件10的方法的示意性框图。

在步骤601中，提供基板20，并且在基板20上布置至少两个布置在不同平面中的金属化层11、12。

在步骤602中，产生带有至少两个导电接收线圈31、32的接收线圈装置30，所述至少两个导电接收线圈31、32被设计成：接收由可相对于定子封装件10旋转的感应靶标装置130辐射的磁场，并响应于该感应信号产生感应信号。

在步骤603中，将半导体芯片21布置在基板20上或旁边，并使半导体芯片21与接收线圈装置30电接触，其中该半导体芯片21具有电路，该电路被设计为：评估感应信号，并基于感应信号确定在接收线圈31、32与可相对于其旋转的感应靶标装置130之间的旋转角度。

在步骤604中，施加电绝缘的灌注料23，以使其围绕包括半导体芯片21和接收线圈31、32的基板20。

根据本文所述的创新概念，在以薄膜技术制造定子封装件10时，两个接收线圈31、32在两个金属化层11、12中实现。

图7示出了用于图解说明用于制造本文所述的转子封装件100的方法的示意性框图。

在步骤701中，提供基板120，并且在基板120上布置至少一个金属化层111。

在步骤702中，产生带有至少一个导电感应靶标131的感应靶标装置130，该感应靶标装置被设计为：响应于由励磁线圈40辐射的磁场产生感应电流，并且产生与感应电流相应的磁场，并且在定子封装件的方向10上辐射该磁场。在此靶标装置130的至少一个电感靶131在至少一个金属化层111中实现。

在步骤703中，施加电绝缘的密封件或灌注料123，以使其围绕包括靶标装置130的基板120。

在步骤704中，转子封装件100抗扭地布置在可旋转的轴200上，使得转子封装件100可相对于定子封装件10旋转。

换句话说，以下将再次概括本文描述的创新概念并提及其优点。

这里描述的概念的一个目的是制造尺寸为大约5mm至15mm、并且优选地小于10mm的定子封装件10，其具有带有电路和接收线圈31、32(以及可选地还带有励磁线圈40)的芯片21。本文描述的概念的另一目的是制造尺寸为大约5mm至15mm、优选地小于10mm的转子封装件100，其具有带有一个或多个感应靶标131的靶标装置130。感应靶标131可以例如是分别具有n倍对称(n＞1，即具有至少两个具有360°/n对称的径向投影)的简单导电部件或平面线圈。

在接收线圈31、32中没有高电流被感应出。因此，接收线圈31、32可以具有非常小的线路尺寸，而不会在信号质量方面表现出显著的损失。仅阻抗会受到轻微影响。但是，对此可以通过传感器的有效带宽来抵消。诸如线圈上或线圈与半导体芯片之间的连接上的泄漏电流、静电放电和电感之类的寄生效应不是很关键。

以薄膜技术制造线圈31、32使得可以维持对接收线圈31、32的高精度制造过程的完全控制。应用薄膜技术允许更好地控制待使用材料的纯度和工艺参数，与传统的PCB技术相比，这再度引起线圈31、32的制造中可靠性提高。可以在由芯片21和接收线圈31、32组成的完整子系统上进行终端测试。另外，线圈31、32被灌注料23包围，这可靠地保护线圈31、32不受外部影响。由于这些原因，线圈31、32不需要任何电阻器就可以在操作过程中进行完整性检查，这再度提高了精度并降低了制造成本。各个金属化层11、12彼此之间对准的情况优于在PCB技术中的情况。线圈31、32的较为精确的几何形状改进了精度并减少了工艺变动。定子封装件10的较小的整体尺寸总体上减小了电感。

线圈31、32可以布置在基板20的同一侧上并且彼此堆叠。这引起高精度对准。定子封装件10可以布置成使得设置在其中的线圈31、32指向转子封装件100的方向，或者使得线圈31、32指向远离转子封装件100的方向。后一种布置增加了定子封装件10中的接收线圈31、32与转子封装件100中的靶标装置之间的垂直距离。但是，由于减小了碰撞的风险，因此可以提高角度传感器1000的安全性和坚固性。

对于PCB，增加的金属化层数会导致基板散开。在本文描述的概念中并不是这种情况，因此可以考虑提供更多数量的金属化层。例如，这可能会产生冗余的线圈和静电屏蔽，这在PCB技术中将很难实施。

尽管接收线圈31、32的尺寸相对较小，但其外径例如为12mm，可以设置直径约2mm至4mm的孔25，可旋转的轴200可以穿过该孔。即使线圈31、32在硅基板20上生成，也可以在该硅中形成这样的孔25。就此而言将会有利的是，硅基板20薄于常规的基板。晶圆的初始厚度约为750μm，并且通常将晶圆减薄至220μm。为了生成开头提到的孔25，可以考虑将基板20减薄到50μm。这将允许容纳直径约为2-3mm的通轴200。

如果基板20是硅基板，则可以用具有成本效益的半导体工艺来制造该基板，其中在未加工晶圆上例如仅施加两个金属化层11、12(具有粗分辨率例如为约1μm至约2μm)和在此之间布置的绝缘层13以及可选地最终钝化层。与分辨率为125nm的通常的昂贵半导体工艺相比(在该工艺中，对于电路施加大约20到35层)，这将明显地较为成本低廉。

由于上述原因，对于制造外径小于15mm的接收线圈31、32而言，应用比PCB技术精细(filigraner)的制造技术可能是有利的。可以提出以本文所述的薄膜技术来制造接收线圈31、32，以使用例如晶片级封装件、例如(e)WLB封装件的重新分布层中的金属层，或应用微电子制造技术，其中接收线圈31、32例如在诸如玻璃、陶瓷或硅之类的无机基板的金属化层中被制成，所使用的技术例如与制造微电子电路中的连接的技术相同。这两种技术允许实现的导线和通孔的尺寸范围为10μm或(与PCB技术中厚度超过100μm的通孔相比)更小。

前述的(e)WLB封装件容易受到施加在焊球上的机械应力的影响，特别是如果封装件大于15x 15mm且温度曲线具有挑战性。在这种情况下将可以考虑的是，在小范围内仅与很少的几个焊球进行电连接，即尽管其他焊球仍存在，但是这些焊球只能用于机械支撑，也就是说它们将不会被用于电接触，也不会被焊接到部件板300上的焊接点(它们的存在仅仅是为了防止定子封装件10在焊接之前倾斜)。

励磁线圈40也可以设置在定子封装件10内，例如与接收线圈31、32设置在同一基板20上(例如，在(e)WLB封装件的情况下为硅基板)上。励磁线圈40的生成并不很困难。在此，围绕接收线圈31、32的很少量的导线线匝通常是足够的。另外，励磁线圈40的导线通常比接收线圈31、32的导线粗。因此，可以在部件板300上实现励磁线圈40(或多个励磁线圈)，在该部件板上也可以布置定子封装件10(参见图4和5)。这提供实现方式简单的优点。另一方面可能有利的是，将(多个)励磁线圈40集成到定子封装件10中。这提供了在励磁线圈40与接收线圈31、32之间的(电容和/或电感)交叉耦合方面统计异常较少的优点，并且提供了在制造励磁线圈40时提高过程可靠性的可能性。

还可以考虑的是，将更多的分立电子部件添加至定子封装件10。例如，感应式角度传感器1000可以通过电容器扩展，以促使励磁线圈40共振。例如将更成本低廉的是，将电容器集成到定子封装件10中(例如，集成到(e)WLB封装件中)。如果感应靶标130被被设计为线圈，则可以添加串联电容以促使靶标130共振。如果接收线圈31、32具有n倍对称，则有利的是，靶材130也具有相同的n倍对称。

如上面进一步提到的，转子封装件100可以基本上具有片状器件的形状。近似片状器件状的转子封装件100可具有约6mm至12mm的直径，并固定在可旋转的轴200上。

可以利用本文描述的概念来制造不同类型的感应式角度传感器1000。至少两个接收线圈31、32可以对于两相角度传感器1000例如设计为正弦线圈和余弦线圈。在三相角度传感器1000的情况下，可以设置至少三个接收线圈31、32，例如u、v和w线圈。例如，可以设置多个接收线圈装置，每个接收线圈装置具有两个或更多个接收线圈。例如，定子封装件10可以具有两个接收线圈装置，其中第一接收线圈装置的接收线圈可以具有n倍对称，而第二接收线圈装置的接收线圈可以具有m倍对称，例如n＝1时，m>>1(例如11)，或者n>>1(例如11)，并且m＝n+1。两个接收线圈装置的信号组合可以提供角度测量结果，其在完整的360°角旋转上是明确的。与此相反，具有带有n倍对称的单个接收线圈布置的角度传感器1000可以提供至少在360°/n上是明确的角度测量结果。然而，出于冗余的原因，也可以使用两个接收线圈装置。

定子封装件10中的基板20和转子封装件100中的基板120都可以例如是厚度为500μm至750μm的玻璃基板(例如，硼砂)。可以例如借助于钛金属化将金属化层11、12施加到基板20上，并且可以借助于高频蚀刻来结构化。可以在金属化层11、12之间布置氧化物或氮化物绝缘层。在转子基板120中，例如，可以在两个金属化层中实现具有一个或两个感应靶标的靶标装置130。

转子封装件100例如可以具有基本上圆形或椭圆形的形状。定子基板20可以优选地是矩形的，并且可以在两个或四个金属化层中实现两个或四个接收线圈，以及可选地实现一个励磁线圈。

根据实施例(通轴或轴端)，可以在定子封装件10和/或转子封装件100中可选地设置居中布置的孔25，可旋转的轴200可穿过该孔。半导体芯片21可以布置在定子基板20上，并且与接收线圈、以及与励磁线圈电连接。定子封装件10和转子封装件100可以分别借助于灌注料23、123浇铸。可以在封装件10、100的在操作期间彼此相对置的侧面上将相应的标记施加到灌注料上。

上述实施例仅是本文描述的概念的原理的说明，应当理解，本文描述的布置和细节的修改和变化对于其他技术人员将是显而易见的。因此，旨在本文所描述的概念仅由所附专利权利要求的保护范围限制，而不受本文参照示例性实施方式的描述和本文所呈现的具体细节的限制。

尽管已经结合设备描述了一些方面，但是应理解的是，这些方面也代表了对相应方法的描述，因此装置的框或部件也应被理解为对应的方法步骤或方法步骤的特征。类似地，已经结合方法步骤描述或作为方法步骤描述的方面也代表对相应模块或相应装置的细节或特征的描述。