具有分布的通量引导件的Z轴线磁性传感器制造技术

一种平面外隧道磁阻（TMR）磁场传感器包括限定感测平面的感测元件和配置为将垂直于感测平面的磁场引导到感测平面内的通量引导件。磁场传感器还包括布置在第一平面内的第一线圈、与第一线圈电绝缘并且布置在间隔开的第二平面内的第二线圈以及操作地连接至第一线圈和第二线圈的驱动电路。在第一模式中，驱动电路激励第一和第二线圈以生成相应的第一和第二场，该第一和第二场组合以设置通量引导件的磁化。在第二模式中，驱动电路仅激励第一线圈以生成第一场，从而在不改变通量引导件的磁化的情况下设置感测元件的磁化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有分布的通量引导件的Z轴线磁性传感器本申请要求2017年12月26日提交的美国临时申请62/610,366的优先权，该申请的公开内容通过引用整体合并在本文中。
本公开涉及磁场传感器，并且更具体地涉及一种隧道磁阻（TMR）磁场传感器，该隧道磁阻（TMR）磁场传感器带有Z轴线灵敏度和能够以减少的电需实现求进行重置操作的线圈布置。技术背景磁阻（MR）磁场传感器基于各向异性磁阻（AMR）、巨磁阻（GMR）或隧道磁阻（TMR）（也称为磁性隧道结MTJ）。在所有这三种情况下，传感器自然都适合于测量平面内磁场。MR传感器通常被组合成具有高灵敏度和三个正交轴的单个装置，以用作诸如智能手机的智能装置中的地磁磁力计。为了精确地确定地球的磁场相对于装置的方向，传感器在手机的所有取向上都必须具有相同的响应。为了检测平面外或Z轴线场，通量引导件可以被用于将Z轴线场引导到X-Y平面内以通过带有Z感测元件的平面内传感器感测。这些通量引导件具有用于最优Z轴线响应的优选磁化取向。通量引导件能够被置放在Z感测元件的下方、上方或者上方和下方两者。通道引导件能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁场传感器，包括：/n感测元件，所述感测元件布置在所述传感器的衬底上并且限定感测平面；/n通量引导件，所述通量引导件布置在所述衬底上并且配置成将垂直于所述感测平面的磁场引导到所述感测平面内；/n第一线圈，所述第一线圈大致布置在第一平面内；/n第二线圈，所述第二线圈大致布置在与所述第一平面间隔开的第二平面内，所述第二线圈与所述第一线圈电绝缘；以及/n驱动电路，所述驱动电路操作地连接至所述第一线圈和所述第二线圈中的每一个，所述驱动电路配置为：/n(i)在第一重置模式中激励所述第一线圈和所述第二线圈两者以分别生成围绕所述第一线圈的第一场和围绕所述第二线圈的第二场，所述第一场和所述第二场组合以...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171226 US 62/6103661.一种磁场传感器，包括：
感测元件，所述感测元件布置在所述传感器的衬底上并且限定感测平面；
通量引导件，所述通量引导件布置在所述衬底上并且配置成将垂直于所述感测平面的磁场引导到所述感测平面内；
第一线圈，所述第一线圈大致布置在第一平面内；
第二线圈，所述第二线圈大致布置在与所述第一平面间隔开的第二平面内，所述第二线圈与所述第一线圈电绝缘；以及
驱动电路，所述驱动电路操作地连接至所述第一线圈和所述第二线圈中的每一个，所述驱动电路配置为：
(i)在第一重置模式中激励所述第一线圈和所述第二线圈两者以分别生成围绕所述第一线圈的第一场和围绕所述第二线圈的第二场，所述第一场和所述第二场组合以设置所述通量引导件的预定磁化方向，以及
(ii)在第二重置模式中仅激励所述第一线圈以生成所述第一场，从而在不改变所述通量引导件的预定磁化方向的情况下设置所述感测元件的预定磁化方向。


2.根据权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述第一线圈被配置为选择性划分成多个阶段部分，所述多个阶段部分(i)在所述第一重置模式中串联连接并且被同时激励并且(ii)在所述第二重置模式中被划分并且单独地激励。


3.根据权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述第一线圈被设置于所述衬底的第一金属层中，所述第一金属层定位在所述感测元件和所述通量引导件上方或者下方中的一者，并且其中，所述第二线圈被设置于所述衬底的第二金属层中，所述第二金属层定位在所述感测元件和所述通量引导件的上方或者下方中的一者。


4.根据权利要求1所述的磁场传感器，其中，所述感测元件和所述通量引导件在数量上均是多个，所述感测元件和所述通量引导件限定布置在所述衬底的子块内的传感器阵列。


5.根据权利要求4所述的磁场传感器，其中，在所述第一重置模式之后,所述通量引导件中的至少两个的预定磁化方向是相对的。


6.根据权利要求4所述的磁场传感器，其中，所述第二线圈具有：(i)多个平行部段，所述多个平行部段选路经过所述传感器阵列并且正交于所述通量引导件取向；以及(ii)多个另外部段，所述多个另外部段连接至所述平行部段并且选路经过所述子块的不被所述传感器阵列占据的部分。


7.根据权利要求6所述的磁场传感器，其中，所述另外部段中的一个或多个(i)被捆绑到所述衬底的其它金属层从而减小所述第二线圈的电阻，以及(ii)具有与所述平行部段的宽度不同的宽度，从而优化所述第二线圈的寄生和性能。


8.根据权利要求6所述的磁场传感器，其中，所述第一线圈具有选路经过所述传感器阵列并且正交于所述通量引导件取向的多个平行部段，所述第一线圈的平行部段中的每一个具有与所述感测元件的相应行居中对准的中心线。


9.根据权利要求4所述的磁场传感器，其中，所述通量引导件包括布置在所述传感器阵列的第一区域中的第一通量引导件和布置在所述传感器阵列的第二区域中的第二通量引导件，所述第一通量引导件和所述第二通量引导件具有彼此相对的相应第一预定磁化方向和第二预定磁化方向。


10.根据权利要求9所述的磁场传感器，其中，所述第二线圈具有正交地选路经过所述第一通量引导件的多个平行第一部段和正交地选路经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·莫汉，P·马赫，G·德桑德尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE