專利名稱：磁感測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種磁感測裝置，且特別是有關于一種磁阻式感測裝置的線圈結構設計。
背景技術：
磁阻效應(Magnetoresistance Effect,MR)是指特定磁阻材料的電阻隨著外加磁場的變化而改變的效應。由于上述特性，磁阻材料通常被應用在各種磁力或磁場的感測裝置當中，例如可用于固態(tài)羅盤定位(compassing)、金屬檢測以及位置檢測等場合。目前以磁阻材料進行磁感測的裝置，較常見的如巨磁阻(GiantMagnetoresistance,GMR)磁傳感器與異向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance,AMR)磁傳感器等。巨磁阻效應存在于鐵磁性(如:Fe，Co, Ni)與非鐵磁性(如:Cr，Cu，Ag，Au)所形成的多層膜系統(tǒng)，由于巨磁阻(GMR)傳感器需要鐵磁性與非鐵磁性材料交替設置的多層膜結構，在制造上較為復雜。異向性磁阻效應存在于鐵磁性(如:Fe, Co, Ni)材料及其合金塊材或薄膜上。異向性磁阻(AMR)傳感器的磁阻變化量于異向性磁阻材料上所通過的工作電流有關。磁阻傳感器中的磁阻材料具有一磁化方向，隨著周圍環(huán)境磁場的變化，各別磁阻材料的磁化方向將相對應地改變 ，因此，不同的環(huán)境條件下，磁阻材料各自的初始磁化方向將有所不同。另一方面，溫度變化亦可能導致磁阻傳感器發(fā)生磁感測上的靈敏度偏差。使得磁阻傳感器在高溫與低溫操作下呈現(xiàn)不同的感測結果。如此一來，將導致磁阻傳感器的輸出結果失真。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明揭露一種磁感測裝置，其包含多個磁阻感測單元、補償線圈以及重置線圈。其中，補償線圈用以導入補償電流以建立補償磁場，以校正不同溫度下的靈敏度偏差。重置線圈用以導入重置電流以建立重置磁場，借此在進行感測之前，重置磁阻感測單元的磁化方向，使磁阻感測單元的磁化方向一致，借此確保磁感測裝置的感測精確度。此外，本案的重置線圈上還進一步具有多個缺口結構位于該重置線圈的轉折處，借此，可確保重置電流在流經(jīng)重置線圈時均勻分布，避免重置電流過度集中于重置線圈中各線段的同一側邊上。本發(fā)明的一方面是在提供一種磁感測裝置，其包含基板、多個磁阻感測單元、補償線圈以及重置線圈。多個磁阻感測單元分別設置于該基板上。補償線圈設置于該些磁阻感測單元上方，該補償線圈用以導入一補償電流。重置線圈設置于該些磁阻感測單元上方，該重置線圈用以導入一重置電流，該重置電流用以重置該些磁阻感測單元，該重置線圈具有多個缺口結構位于該重置線圈的轉折處。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中該重置線圈包含多個主要線段以及多個連接線段，其中該些主要線段平行排列且彼此間留有空隙，其中每一連接線段連接于其中兩個主要線段的相鄰端點之間，并使該重置線圈中的該些主要線段以及該些連接線段連接為一螺旋狀線圈。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中該螺旋狀線圈為一順時針螺旋或一逆時針螺旋。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中當該重置電流流經(jīng)螺旋狀的該重置線圈時，建立一重置磁場以重置該些磁阻感測單元。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中該些缺口結構所在的轉折處為該些主要線段與該些連接線段的交界處。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中每一該些主要線段具有鄰近該螺旋狀線圈的中心的內側側邊以及相對的外側側邊，該些缺口結構系設置于該些主要線段的內側側邊上。于實際應用中，該些缺口結構可用以避免該重置電流過度集中于該些主要線段的內側側邊。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中該些主要線段的線段寬度大于該些連接線段的線段覽度。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中每一該些磁阻感應組件為一長條狀，且每一該些磁阻感應組件的兩端分別為銳角尖端。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其中該磁感測裝置為一異向性磁阻(AnisotropicMagnetoresistance, AMR)感測裝置,而該些磁阻感測單元分別包含一異向性磁阻材料。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下:圖1繪示根據(jù)本發(fā)明的一實施例中一種磁感測裝置的俯視示意圖；圖2繪示圖1中磁阻感測單元其分離示意圖；圖3繪示圖1中補償線圈其分離示意圖；圖4繪示圖1中重置線圈其分離示意圖；以及圖5繪示圖1中重置線圈其分離示意圖。主要組件符號說明100:磁感測裝置120:基板140a, 140b:磁阻感測單元160:補償線圈162:補償電流180:重置線圈182:重置電流184:主要線段186:連接線段184a:內側側邊 184b:外側側邊
188:缺 口結構188a:錐形缺角188b:狹縫
具體實施例方式請參閱圖1，其繪示根據(jù)本發(fā)明的一實施例中一種磁感測裝置100的俯視示意圖。如圖1所示，磁感測裝置100至少包含基板120、多個磁阻感測單元140a，140b、補償線圈160以及重置線圈180。實際應用中，磁感測裝置100可更進一步包含輸出入接口端點(未繪示)以及相對應的連接線路(未繪示)，用來將電流或電壓信號導入上述磁阻感測單元140a，140b、補償線圈160以及重置線圈180當中，由于接口端點與連接線路的設置為已知技藝之人所熟知，故在此不另贅述。請一并參閱圖2,其繪示圖1中磁阻感測單元140a, 140b其分離示意圖。如圖1與圖2所示，本實施例中磁感測裝置100包含多個磁阻感測單元140a，140b分別設置于基板120上。于此實施例中，磁感測裝置100共有十六組磁阻感測單元140a，140b，但本發(fā)明并不此特定數(shù)目的磁阻感測單元140a，140b為限，實際應用中，磁阻感測單元140a，140b的數(shù)量可視實際磁感應需求而訂。如圖2所示，每一磁阻感測單元140a，140b分別為一長條狀，且磁阻感應組件140a，140b的兩端分別為銳角尖端。由于，已知的磁阻感應組件的兩端為方形端，兩端邊在線較容易極化而形成靜態(tài)磁場,此一靜態(tài)磁場將使得磁阻感應組件的靈敏度下降。本案中的磁阻感應組件140a，140b的兩端分別為銳角尖端，借此可減少在端在線發(fā)生極化現(xiàn)象并避免上述靜態(tài)磁場的發(fā)生。于此實施例中，磁感測裝置100可為異向性磁阻(AnisotropicMagnetoresistance, AMR)感測裝置,而磁阻感測單元140a, 140b可分別包含異向性磁阻材料。磁阻感測單元140a，140b的阻值將隨施加于其上的磁場而改變，因此，磁感測裝置100透過磁阻感測單元140a，140b可用以感測周圍的磁場。請一并參閱圖3，其繪示圖1中補償線圈160其分離示意圖。如圖1與圖3所示，本實施例中補償線圈160設置于該些磁阻感測單元140a，140b上方，補償線圈160的至少一部份覆蓋該些磁阻感測單元140a，140b。補償線圈160用以導入補償電流162 (如圖3所示)。補償電流162流過該補償線圈160用來建立一補償磁場至磁阻感測單元140a, 140b。此補償磁場可用來環(huán)境溫度改變對磁阻感測單元140a，140b所造成的影響，其校正的效果可透過補償電流162的電流大小進行控制。須特別說明的是，本實施例中補償線圈160具有雙螺旋結構，補償線圈160的左半部為順時針螺旋，右半部為逆時針螺旋。通過此反向的雙螺旋設計，并配合本案中補償線圈160與磁阻感測單元140a，140b的配置關系，于此例中，通過磁阻感測單元140a，140b上方的補償電流162皆具有相同的電流流向，如圖3的實施例中，通過磁阻感測單元140a，140b上方的補償電流162皆為由上向下流動。借此，使補償電流162可建立同一方向的補償磁場至所有的磁阻感測單元140a，140b。此外，本案中反向雙螺旋設計的補償線圈160可節(jié)省線圈寬度與整體面積，借此可提高磁感測裝置100的面積使用效率。須補充說明的是，于上述實施例中，通過磁阻感測單元140a，140b上方的補償電流162是由上向下流動，但本發(fā)明并不以此為限，采用反向的補償電流亦可達到相似的效果，視實際電路需求中須補償?shù)拇艌龇较蚨啞Ｕ堃徊㈤唸D4以及圖5，其繪示圖1中重置線圈180其分離示意圖。如圖4所示，重置線圈180用以導入重置電流182，重置線圈180的至少一部份覆蓋該些磁阻感測單元140a, 140b,重置電流182用以重置磁阻感測單元140a, 140b。如圖5所示，重置線圈180包含多個主要線段184以及多個連接線段186，其中主要線段184平行排列且彼此間留有空隙，其中連接線段186連接于其中兩個主要線段184的相鄰端點之間，并使重置線圈180中的主要線段184以及連接線段186連接為螺旋狀線圈。此螺旋狀線圈可為一順時針螺旋或一逆時針螺旋，于此實施例中所舉例繪示的為順時針螺旋，但本發(fā)明并不以此為限?；诖抛璨牧咸匦?，每一磁阻感測單元140a，140b中包含許多個扇區(qū)，每一個扇區(qū)具有一個磁化方向。如圖4所示，對位于圖示上方的八組磁阻感測單元140a而言，流經(jīng)重置線圈180的重置電流182具有由左至右的電流流向，重置電流182可用以建立一重置磁場,對磁阻感測單元140a中每一扇區(qū)的磁化方向進行重置，使磁阻感測單元140a的磁化方向重置為相同的一磁化方向。另一方面，對位于附圖下方的八組磁阻感測單元140b而言，流經(jīng)重置線圈180的重置電流182具有由右至左的電流流向，此時，重置電流182可用以建立另一重置磁場，對磁阻感測單元140b中每一扇區(qū)的磁化方向進行重置，使磁阻感測單元140b的磁化方向重置為相同的另一磁化方向。借此，磁阻感測單元140a與磁阻感測單元140b經(jīng)重置后可分別具有統(tǒng)一的磁化方向。借此在每一次進行感測前進行重置，或是周期性地進行重置，便可確保磁阻感測單元140a與磁阻感測單元140b各自具有一致的磁化方向一致，借此確保磁感測裝置的感測精確度，在高精度羅盤系統(tǒng)或高敏感性的精密裝置中十分重要。此外，如圖4以及圖5所示，重置線圈180中的主要線段184的線段寬度較寬，主要線段184大于連接線段186的線段寬度。在實際電流流動過程中，重置電流182會趨向較短的路徑的流動路線前進。也就是說，在一般的螺旋狀的重置線圈上，重置電流將沿著重置線圈上靠近螺旋中心的內側側邊流動，如此一來，將使得重置電流無法平均分布于重置線圈各線段上，而集中在重置線圈的內側側邊。尤其是主要線段184其寬度較寬，影響更為明顯。因此，本發(fā)明的重置線圈180具有多個缺口結構188，缺口結構188分別位于重置線圈180的轉折處。如圖5所示，每一該些主要線段184具有內側側邊184a以及外側側邊184b。內側側邊184a鄰近螺旋狀的重置線圈180中心，而外側側邊184b與內側側邊184a相對。如圖所示，位于重置線圈180的轉折處的缺口結構188，是位于主要線段184與連接線段186的交界處，且缺口結構188是設置于主要線段184的內側側邊184a上。如圖5所示，于本實施例中，重置線圈180上的每一組缺口結構188可包含一個錐形缺角188a以及鄰近的一個狹縫188b，其中狹縫188b的設置方向可大致與錐形缺角188a的其中一個側邊平行。于此實施例中，缺口結構188是包含錐形缺角188a與狹縫188b，但本發(fā)明并不以此為限，于另一實施例中，缺口結構188亦可僅包含設置于內側側邊的缺角，或是設置內側側邊的各種不同形狀的等效性缺口，均應視為本發(fā)明的范疇。
同時參照圖4與圖5可知，利用上述缺口結構188的設計，可避免重置電流182過度集中于主要線段184的內側側邊184a。當重置電流182流經(jīng)重置線圈180的轉折處時，錐形缺角188a與狹縫188b將使重置電流182于重置線圈180上流動路徑較為平均分布在線圈的各個位置。如圖5所繪示的示意圖中，在重置線圈180上重置電流182的流動路徑可大致被分配至重置線圈180的內側、中央與外側等位置。于圖4中，為了圖面的簡潔，僅在重置線圈180最內圈的轉折處繪示電流路徑的分布，實際上在重置線圈180各轉折處的缺口結構188，皆可達到類似效果。實際應用中，上述磁阻感測單元140、補償線圈160以及重置線圈180可分別為一薄膜結構，設置于該基板120上，且本發(fā)明上述實施例中各薄膜的排列僅為例示性說明，并不將磁阻感測單元140、補償線圈160以及重置線圈180限定于特定的上下位置排列。綜上所述，本發(fā)明的磁感測裝置其包含多個磁阻感測單元、補償線圈以及重置線圈。其中，補償線圈用以導入補償電流以建立補償磁場，以校正不同溫度下的靈敏度偏差。重置線圈用以導入重置電流以建立重置磁場，借此在進行感測之前，重置磁阻感測單元的磁化方向，使磁阻感測單元的磁化方向一致，借此確保磁感測裝置的感測精確度。此外，本案的重置線圈上還進一步具有多個缺口結構位于該重置線圈的轉折處，借此，可確保重置電流在流經(jīng)重置線圈時均勻分布，避免重置電流過度集中于重置線圈中各線段的同一側邊上。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種磁感測裝置，其特征在于，包含: 一基板； 多個磁阻感測單元，分別設置于該基板上； 一補償線圈，設置于該些磁阻感測單元上方，該補償線圈用以導入一補償電流；以及 一重置線圈，設置于該些磁阻感測單元上方，該重置線圈用以導入一重置電流，該重置電流用以重置該些磁阻感測單元，該重置線圈具有多個缺口結構位于該重置線圈的轉折處。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁感測裝置，其特征在于，該重置線圈包含多個主要線段以及多個連接線段，其中該些主要線段平行排列且彼此間留有空隙，其中每一連接線段連接于其中兩個主要線段的相鄰端點之間，并使該重置線圈中的該些主要線段以及該些連接線段連接為一螺旋狀線圈。
3.根據(jù)權利要求2所述的磁感測裝置，其特征在于，該螺旋狀線圈為一順時針螺旋或一逆時針螺旋。
4.根據(jù)權利要求2所述的磁感測裝置，其特征在于，當該重置電流流經(jīng)螺旋狀的該重置線圈時，建立一重置磁場以重置該些磁阻感測單元。
5.根據(jù)權利要求2所述的磁感測裝置，其特征在于，該些缺口結構所在的轉折處為該些主要線段與該些連接線段的交界處。
6.根據(jù)權利要求2所述的磁感測裝置，其特征在于，每一該些主要線段具有鄰近該螺旋狀線圈的中心的內側側邊以及相對的外側側邊，該些缺口結構是設置于該些主要線段的內側側邊上。
7.根據(jù)權利要求6所述的磁感測裝置，其特征在于，該些缺口結構用以避免該重置電流過度集中于該些主要線段的內側側邊。
8.根據(jù)權利要求2所述的磁感測裝置，其特征在于，該些主要線段的線段寬度大于該些連接線段的線段寬度。
9.根據(jù)權利要求1所述的磁感測裝置，其特征在于，每一該些磁阻感應組件為一長條狀，且每一該些磁阻感應組件的兩端分別為銳角尖端。
10.根據(jù)權利要求1所述的磁感測裝置，其特征在于，該磁感測裝置為一異向性磁阻感測裝置，而該些磁阻感測單元分別包含一異向性磁阻材料。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種磁感測裝置，其包含基板、多個磁阻感測單元、補償線圈以及重置線圈。多個磁阻感測單元分別設置于該基板上。補償線圈設置于該些磁阻感測單元上方，該補償線圈用以導入一補償電流。重置線圈設置于該些磁阻感測單元上方，該重置線圈用以導入一重置電流，該重置電流用以重置該些磁阻感測單元，該重置線圈具有多個缺口結構位于該重置線圈的轉折處。
文檔編號G01R33/09GK103091648SQ20111034019
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權日2011年10月28日
發(fā)明者孔曉橋 申請人:愛盛科技股份有限公司