微机电系统磁传感器单体、其校准和制造方法及电子设备技术方案

这里公开了一种微机电系统磁传感器单体、其校准和制造方法及电子设备。该校准方法包括：利用固定交流激励对微机电系统磁传感器扫描直流偏置电压；获得与微机电系统磁传感器的最大交流输出幅度对应的第一直流偏置电压；对微机电系统磁传感器施加第一直流偏置电压；对微机电系统磁传感器施加声源激励；测量微机电系统磁传感器的第一输出灵敏度；以及基于第一输出灵敏度获得与微机电系统磁传感器对应的ASIC芯片的增益参数。ASIC芯片的增益参数。ASIC芯片的增益参数。

【技术实现步骤摘要】
微机电系统磁传感器单体、其校准和制造方法及电子设备


[0001]这里公开的实施例涉及微机电系统(MEMS)磁传感器
，以及具体涉及一种微机电系统磁传感器的校准方法、微机电系统磁传感器单体的制造方法、微机电系统磁传感器单体及电子设备。

技术介绍

[0002]在现有技术，通常在最后的测试过程中，使用校准方法，对封装后的微机电系统电容性传感器进行校准，以实现目标灵敏度。在这个过程中，在低偏置电压Vb0以声学方式测量初始灵敏度Sens0，计算用于目标灵敏度Sens的偏置电压Vb，施加偏置电压Vb并测量对应的灵敏度。
[0003]然而，微机电系统磁传感器不具有与微机电系统电容性传感器相同的电容配置来进行相同的校准。微机电系统磁传感器例如包括麦克风、压力传感器、加速度仪等。

技术实现思路

[0004]本公开的一个目的是提供的用于对微机电系统磁传感器进行校准的新技术方案。
[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种微机电系统磁传感器的校准方法，包括：利用固定交流激励对微机电系统磁传感器扫描直流偏置电压；获得与微机电系统磁传感器的最大交流输出幅度对应的第一直流偏置电压；对微机电系统磁传感器施加第一直流偏置电压；对微机电系统磁传感器施加声源激励；测量微机电系统磁传感器的第一输出灵敏度；以及基于第一输出灵敏度获得与微机电系统磁传感器对应的ASIC芯片的增益参数。
[0006]根据本公开的第二方面，提供了一种微机电系统磁传感器单体的制造方法，包括：形成微机电系统磁传感器；使用根据实施例所述的用于微机电系统磁传感器的校准方法校准该微机电系统磁传感器；以及将微机电系统磁传感器的增益参数设置在用于该微机电系统磁传感器的存储装置中。
[0007]根据本公开的第三方面，提供了一种使用根据实施例所述的微机电系统磁传感器的制造方法制造的微机电系统磁传感器单体。
[0008]根据本公开的第四方面，提供了一种电子设备，包括根据实施例所述的微机电系统磁传感器单体。
[0009]根据本公开的实施例，可以快速校准微机电系统磁传感器。
[0010]通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0011]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。
[0012]图1示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器的校准方法的示意性
流程图。
[0013]图2示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器的校准方法的示意性流程图。
[0014]图3示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器的示意性截面图。
[0015]图4示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器中磁阻的阻值随磁场变化的示意图。
[0016]图5示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器中输出电压随磁场变化的示意图。
[0017]图6示出了根据本公开的一个实施例的磁场与磁阻的Z位置的关系的仿真示意图。
[0018]图7示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器的示意性顶视图。
[0019]图8示出了沿图7中的线A
‑
A
’
的截面图。
[0020]图9示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器单体的示意性框图。
[0021]图10示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器单体的制造方法的示意性流程图。
[0022]图11示出了根据本公开的一个实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0023]现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
[0024]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
[0025]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0026]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0027]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0028]目前，在制造过程中，微机电系统磁传感器会产生性能差异。微机电系统磁传感器的性能差异会导致最终产品的性能不一致，从而导致产品的性能不稳定。这是制造者不愿意见到的情况。通常，通过改进制造工艺来改进微机电系统磁传感器的性能一致性。这种方式可能会大幅提高微机电系统磁传感器的制造成本。在很多情况下，改进的程度仍然不能满足最终产品的性能要求。
[0029]这里，通过对微机电系统磁传感器进行校准来实现微机电系统磁传感器的目标灵敏度。由于微机电系统磁传感器的工作原理与电容性传感器的工作原理不同，因此，需要采用与电容性传感器的校准方式不同的校准方式。
[0030]微机电系统磁传感器的磁源、磁阻、微机电系统结构等可能具有很大的制造差异。例如，磁源可以是永磁体薄膜图案、电流线或具有平行于磁阻的电流的另一磁阻。因此，所制造的微机电系统磁传感器的最终性能会产生较大差异。
[0031]可以采用纯声学方式对微机电系统磁传感器进行校准。但是，这种方式需要耗费较长的校准时间。这不利于生产效率的提高。
[0032]图1示出了根据本公开的一个实施例的微机电系统磁传感器的校准方法的示意性流程图。
[0033]如图1所示，在步骤S11，利用固定交流激励对微机电系统磁传感器扫描直流偏置电压。
[0034]在这里，通过交流激励的电学方式模拟对微机电系统磁传感器的机械机构的激励，可以显著节省对机械机构进行激励、测量的时间和精度。
[0035]这里，优选的是使用频率较高的交流激励。例如，固定交流激励的频率大于10kHz，或者大于20KHz，或者在微机电系统磁传感器的频率响应共振峰频率的+5kHz至
‑
5kHz的范围内。使用这种交流激励，能够在以较小的交流激励幅度获得较大的微机电系统机械部件的振幅。这样，可以实现较快的校准速度。尤其是是使用频率响应共振峰频率附近的交流激励，可以实现更快的校准速度。在理想情况下，可以通过几个毫伏的激励实现校准。另外，通过使用这样的交流激励，与某些其他交流激励的情况相比，在一些情况下，可以节省几个毫秒的校准时间。这有利于提高生产效率。
[0036]在步骤S12，获得与微机电系统磁传感器的最大交流输出幅度对应的第一直流偏置电压。
[0037]在步骤S13，对微机电系统磁传感器施加第一直流偏置电压。
[0038]在步骤S14，对微机电系统磁传感器施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机电系统磁传感器的校准方法，包括：利用固定交流激励对微机电系统磁传感器扫描直流偏置电压；获得与微机电系统磁传感器的最大交流输出幅度对应的第一直流偏置电压；对微机电系统磁传感器施加第一直流偏置电压；对微机电系统磁传感器施加声源激励；测量微机电系统磁传感器的第一输出灵敏度；以及基于第一输出灵敏度获得与微机电系统磁传感器对应的ASIC芯片的增益参数。2.根据权利要求1所述的校准方法，其中，所述微机电系统磁传感器包括共平面的感测机械结构，所述感测机械结构包括共平面的磁源和磁阻。3.根据权利要求1或2所述的校准方法，其中，所述增益参数是ASIC芯片的增益，并且等于传感器目标灵敏度和第一输出灵敏度的差值。4.根据权利要求1或2所述的校准方法，其中，所述声源激励是1kHz且94dBSPL的激励。5.根据权利要求1或2所述的校准方法，其中，所述直流偏置电压、所述第一直流偏置电压和所述固定交流激励被施加到微...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹泉波，
申请(专利权)人：青岛歌尔智能传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：