具有低磁通门噪声的磁通门装置制造方法及图纸

技术编号:20023878 阅读:30 留言:0更新日期:2019-01-06 03:33
在所描述实例中,一种集成磁通门装置(200)包含磁芯(101)、激励线圈(110)和感测线圈(250)。所述磁芯具有纵向边缘(102)和终端边缘(104)。所述激励线圈(110)盘绕所述磁芯(101)的所述纵向边缘(102),且所述激励线圈(110)在所述终端边缘的接近区(202)内具有第一数量个激励线圈部件。所述感测线圈(250)盘绕所述磁芯(101)的所述纵向边缘(102),且所述感测线圈(250)在所述终端边缘的所述接近区(202)内具有第二数量个感测线圈部件。为了降低磁通门噪声,在所述终端边缘(104)的所述接近区(202)内,感测线圈部件的所述第二数量可少于激励线圈部件的所述第一数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低磁通门噪声的磁通门装置
本专利技术大体上涉及磁通门装置,且更特定来说,涉及与形成在半导体衬底上的一或多个电路集成的磁通门装置的制造。
技术介绍
磁通门装置通常包含磁芯结构和盘绕磁芯的线圈部件。磁通门装置可作为磁力仪而用于检测邻近于磁芯结构的环境中的磁通量变化。已经尝试了将磁通门装置与集成电路介接以适应于各种工业应用。例如,与控制电路介接的磁通门装置可适应于作为用于电动机控制系统中的电流测量装置,或作为用于机器人系统中的位置感测装置。然而,这些解决方案涉及到高灵敏度与低噪声性能之间的权衡。
技术实现思路
在所描述实例中,一种集成磁通门装置包含磁芯、激励线圈和感测线圈。所述磁芯具有纵向边缘和终端边缘。所述激励线圈盘绕所述磁芯的所述纵向边缘,且所述激励线圈在所述终端边缘的接近区内具有第一数量个激励线圈部件。所述感测线圈盘绕所述磁芯的所述纵向边缘,且所述感测线圈在所述终端边缘的所述接近区内具有第二数量个感测线圈部件。为了降低磁通门噪声,在所述终端边缘的所述接近区内,感测线圈部件的所述第二数量可少于激励线圈部件的所述第一数量。在另一所描述实例中,一种集成电路包含半导体衬底、具有形成在所述半导体衬底中的晶体管的电路和定位在所述电路上方的磁通门装置。所述磁通门装置包含磁芯、激励线圈和感测线圈。所述磁芯具有纵向边缘和终端区。所述激励线圈耦合到所述电路,且所述激励线圈盘绕所述磁芯的所述纵向边缘且延伸到所述终端区。所述感测线圈耦合到所述电路,且所述感测线圈盘绕所述磁芯的所述纵向边缘。为了降低磁通门噪声,所述感测线圈可终止在所述终端区外侧。在又一所描述实例中,一种集成电路包含半导体衬底、具有形成在所述半导体衬底中的晶体管的电路和定位在所述电路上方的磁通门装置。所述磁通门装置包含磁芯、电介质层、激励线圈和感测线圈。所述磁芯具有纵向边缘和终端区。所述电介质层具有邻接所述磁芯的所述终端区的延伸区。所述激励线圈耦合到所述电路。所述激励线圈盘绕所述磁芯的所述纵向边缘且延伸到所述磁芯的所述终端区和所述电介质层的所述延伸区。所述感测线圈耦合到所述电路,且所述感测线圈盘绕所述磁芯的所述纵向边缘。为了降低磁通门噪声,所述感测线圈可在到达所述磁芯的所述终端区之前终止。附图说明图1展示根据实例实施例的方面的磁通门装置的俯视图。图2A展示根据实例实施例的方面的具有低磁通门噪声的磁通门装置的俯视图。图2B展示根据实例实施例的方面的具有低磁通门噪声的磁通门装置的俯视部分暴露图。图3展示根据实例实施例的方面的具有低磁通门噪声的磁通门装置的俯视部分暴露图。图4展示根据实例实施例的另一方面的具有低磁通门噪声的磁通门装置的俯视部分暴露图。图5展示根据实例实施例的方面的集成磁通门装置的示意图。图6展示根据实例实施例的方面的将磁通门装置和磁通门处理电路集成的集成电路的横截面图。图7展示根据实例实施例的方面的制造将磁通门装置和磁通门处理电路集成的集成电路的方法的流程图。具体实施方式在附图中,相同的参考符号指示相同的元件。附图未按比例绘制。在实例实施例中,磁通门装置传递高灵敏度性能以及对磁通门噪声(例如,巴克豪森(Barkhausen)噪声)的相对低易感性。所描述的磁通门装置包含磁芯、激励系统和感测系统。激励系统包含盘绕磁芯的激励线圈,而感测系统包含盘绕磁芯同时与激励线圈交错的感测线圈。所描述的磁通门装置降低以下各者:由磁芯的不饱和区引入的磁通门噪声;及在磁芯边缘周围造成裂缝和分层的制造变化。图1展示根据实例实施例的方面的磁通门装置100的俯视图。磁通门装置100包含第一磁芯101,其经磁化以形成磁畴图案。第一磁芯101包含纵向边缘102和终端边缘104。磁通门装置100包含第一激励线圈110,其盘绕第一磁芯101的纵向边缘102。第一激励线圈110包含数个线圈部件(CM),其具有第一盘绕方向(例如,逆时针)。激励CM114a、114b、114c、114c、114d、114e、114f、114g、114h随着其盘绕第一磁芯101而依序一个跟着一个。在从第一激励终端112和第二激励终端122接收到激励信号后,第一激励线圈110就经配置以沿着第一磁芯101的第一感测方向103产生第一激励场。磁通门装置100还包含第一补偿线圈130,其盘绕第一磁芯101的纵向边缘102。第一补偿线圈130包含数个线圈部件(CM),其具有第一盘绕方向(例如,逆时针)。通常,补偿线圈130与激励线圈110具有相同数量个CM。补偿CM134a、134b、134c、134c、134d、134e、134f、134g、134h随着其盘绕第一磁芯101而依序一个跟着一个。在从第一补偿终端132和第二补偿终端142接收到补偿信号后,第一补偿线圈130就经配置以沿着第一磁芯101的第一感测方向103产生第一补偿场。磁通门装置100进一步包含第一感测线圈150,其盘绕第一磁芯101的纵向边缘102。第一感测线圈150包含数个线圈部件(CM),其具有第一盘绕方向(例如,逆时针)。感测CM154a、154b、154c、154c、154d、154e、154f、154g、154h随着其盘绕第一磁芯101而依序一个跟着一个。在沿着第一感测方向103检测到磁通量变化后,第一感测线圈150就经配置以在第一感测终端152与第二感测终端162之间传导第一感测信号。取决于所采用的感测机制,磁通门装置100可在差分模式中操作。在所述配置中,磁通门装置100可另外包含第二磁芯105、第二激励线圈120、第二补偿线圈140和第二感测线圈160。类似于第一磁芯101,第二磁芯105包含纵向边缘106和终端边缘108。第二激励线圈120盘绕第二磁芯105的纵向边缘106。为了实施差分模式,第二激励线圈120包含数个线圈部件(CM),其具有与第一盘绕方向(例如,逆时针)相反的第二盘绕方向(例如,顺时针)。激励CM124a、124b、124c、124c、124d、124e、124f、124g、124h随着其盘绕第二磁芯105而依序一个先于一个。在从第一激励终端112和第二激励终端122接收到激励信号后,第二激励线圈120就经配置以沿着第二磁芯105的第二感测方向107产生第二激励场。第二补偿线圈140盘绕第二磁芯105的纵向边缘106。为了实施差分模式,第二补偿线圈140包含数个线圈部件(CM),其具有遵循第一盘绕方向(例如,逆时针)的第二盘绕方向。通常,补偿线圈140与激励线圈120具有相同数量个CM。补偿CM144a、144b、144c、144c、144d、144e、144f、144g、144h随着其盘绕第二磁芯105而依序一个先于一个。在从第一补偿终端132和第二补偿终端142接收到补偿信号后,第二补偿线圈140就经配置以沿着第二磁芯105的第二感测方向107产生第二补偿场。第二感测线圈160盘绕第二磁芯105的纵向边缘106。为了促进差分模式,第二感测线圈160包含数个线圈部件(CM),其遵循第一盘绕方向(例如,逆时针)。感测CM164a、164b、164c、164c、164d、164e、164f、164g、164h随着其盘绕第二磁芯105而依序一个跟着一个。在沿着第二感测方向107检测到磁通量变化后,第二感测线圈160本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成磁通门装置,其包括:磁芯,其具有纵向边缘和终端边缘;激励线圈,其盘绕所述磁芯的所述纵向边缘且在所述终端边缘的接近区内具有第一数量个激励线圈部件;及感测线圈,其盘绕所述磁芯的所述纵向边缘且在所述终端边缘的所述接近区内具有第二数量个感测线圈部件,感测线圈部件的所述第二数量少于激励线圈部件的所述第一数量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.28 US 15/141,0031.一种集成磁通门装置,其包括:磁芯,其具有纵向边缘和终端边缘;激励线圈,其盘绕所述磁芯的所述纵向边缘且在所述终端边缘的接近区内具有第一数量个激励线圈部件;及感测线圈,其盘绕所述磁芯的所述纵向边缘且在所述终端边缘的所述接近区内具有第二数量个感测线圈部件,感测线圈部件的所述第二数量少于激励线圈部件的所述第一数量。2.根据权利要求1所述的集成磁通门装置,其进一步包括:电介质层,其具有邻接所述磁芯的所述终端边缘的延伸区,其中所述激励线圈从所述磁芯的所述终端边缘延伸且盘绕所述电介质层的所述延伸区。3.根据权利要求2所述的集成磁通门装置,其中所述感测线圈在到达所述电介质层的所述延伸区之前终止。4.根据权利要求2所述的集成磁通门装置,其进一步包括:虚设线圈,其具有在所述电介质层的所述延伸区内与所述激励线圈部件交错的开环线圈部件。5.根据权利要求1所述的集成磁通门装置,其中:所述终端边缘包含界定宽度的直边缘;且所述终端边缘的所述接近区由从所述终端边缘朝向且远离所述磁芯的中心测量的所述宽度的一半界定。6.根据权利要求1所述的集成磁通门装置,其中:所述终端边缘包含突出远离所述磁芯的中心的突出边缘,所述突出边缘界定突出距离;且所述终端边缘的所述接近区由从所述突出边缘远离所述磁芯的所述中心测量的所述突出距离界定,且为从所述突出边缘朝向所述磁芯的所述中心测量的所述突出距离的两倍。7.根据权利要求6所述的集成磁通门装置,其中所述突出边缘包含半圆形边缘,且所述突出距离由所述半圆形边缘的半径界定。8.根据权利要求1所述的集成磁通门装置,其中在所述终端边缘的所述接近区内,感测线圈部件的所述第二数量为零。9.根据权利要求1所述的集成磁通门装置,其进一步包括:虚设线圈,其具有在所述终端边缘的所述接近区内与所述激励线圈部件交错的开环线圈部件。10.根据权利要求1所述的集成磁通门装置,其进一步包括:半导体衬底,其定位在所述磁芯下方;激励电路,其具有形成在所述半导体衬底中的第一晶体管,所述激励电路耦合到所述激励线圈;感测电路,其具有形成在所述半导体衬底中的第二晶体管,所述感测电路耦合到所述感测线圈;及绝缘层,其将所述激励电路和所述感测电路与所述磁芯绝缘。11.一种集成电路,其包括:半...

【专利技术属性】
技术研发人员:李德远S·拉旺库E·L·马佐蒂W·D·佛兰茨
申请(专利权)人:德州仪器公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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