[發明專利]磁感測裝置

無效

• 申請號: 201110340201.2
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103091649A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 孔曉橋
• 申請（專利權）人: 愛盛科技股份有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發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(Giant?Magnetoresistance，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，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。

傳感器的溫度漂移可透過通過特定線圈對磁阻傳感器建立正向和反向的重置磁場，并比較在正向和反向重置磁場下的傳感器輸出結果來進行補償，然而，已知的補償線圈僅有約一半的線段被用來建立同向的磁場，面積利用效率僅約50％，使得補償線圈占去不必要的空間。此外，已知的補償線圈為單螺旋式，在寬度方向上尺寸較大，使得補償線圈占去不必要的空間。

也就是說，已知的磁阻傳感器面臨許多問題，例如測量時內部磁化方向不一以及溫度造成的感測偏差等。

發明內容

為解決上述問題，本發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，以校正因外部干擾磁場引起的傳感器輸出偏差。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，磁阻傳感器的溫度漂移可以通過比較在正向和反向重置磁場下的傳感器輸出結果來進行校正。本案的重置線圈與補償線圈的主要線段彼此垂直，借此產生具有不同目的的兩組磁場。

本發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、重置線圈以及補償線圈。磁阻感測單元分別設置于該基板上。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，其中該重置電流所產生的磁場用以對磁阻感測單元的磁化方向進行重置，該重置線圈包含多個第一主要線段。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，其中該補償電流所產生的磁場用以對磁阻感測單元施加一補償磁場，該補償線圈包含多個第二主要線段，其中該重置線圈的該些第一主要線段與該補償線圈的該些第二主要線段彼此垂直。

根據本發明內容的一實施例，該重置線圈還包含多個連接線段，其中該些第一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第一主要線段的相鄰端點之間，并使該重置線圈中的該些第一主要線段以及該些連接線段連接為一螺旋狀線圈。

根據本發明內容的一實施例，其中該些第一主要線段的配置方向與該些磁阻感測單元的配置方向垂直。

根據本發明內容的一實施例，其中該重置線圈具有多個缺口結構位于該重置線圈的轉折處。

根據本發明內容的一實施例，其中該補償線圈還包含多個連接線段，其中該些第二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第二主要線段的相鄰端點之間，并使該補償線圈中的該些第二主要線段以及該些連接線段連接為該第一螺旋部分以及該第二螺旋部分。

根據本發明內容的一實施例，其中該些第二主要線段的配置方向與該些磁阻感測單元的配置方向平行。

根據本發明內容的一實施例，其中該些第二主要線段中至少一部分第二主要線段覆蓋該些磁阻感測單元。

根據本發明內容的一實施例，其中當該補償電流通過覆蓋該些磁阻感測單元的該至少一部分第二主要線段時，該補償電流于該至少一部分第二主要線段上具有相同的電流流向。