[實用新型]一種交叉指狀Y軸磁電阻傳感器

有效

• 申請號: 201520392777.7
• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN204740335U
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 詹姆斯·G·迪克;周志敏
• 申請（專利權）人: 江蘇多維科技有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;段曉玲

技術領域

本實用新型涉及磁性傳感器領域，特別涉及一種交叉指狀Y軸磁電阻傳感器。

背景技術

在兩軸和三軸磁性羅盤芯片設計過程中，需要同時用到X軸和Y軸磁敏傳感器，對于磁電阻類型的傳感單元，一般具有單一的敏感磁場方向，例如為X方向磁場敏感，對于Y方向磁場敏感的獲得，一般采用將X方向磁場敏感傳感單元旋轉90度，以此來獲得Y方向磁場敏感單元，其次，為了提高X或者Y軸磁電阻傳感器的磁場靈敏度，通常采用推挽式電橋，其中推臂和腕臂采用分立制造的形式，即將其中的一個相對于另一個相對旋轉180度，而后在推臂和腕臂的切片之間采用飛線的形式進行連接。

以上提出的Y軸磁電阻傳感器主要存在如下問題：

1）在同一平面上同時制備X和Y軸磁電阻傳感器時，由于X和Y軸磁電阻傳感器都為分立元件，因此無法實現集成制造，增加了工藝的負責性，并影響了兩軸或三軸傳感器的測量精度。2）推臂和腕臂無法實現集成制造的工藝，采用分立切片飛線連接的工藝，同樣增加了工藝的復雜性，影響傳感器的測量精度。

發明內容

為了解決以上存在的問題，本實用新型提出了一種交叉指狀Y軸磁電阻傳感器，采用交叉指狀的軟磁通量集中器來實現磁路的改變，實現將Y磁場轉變成-X和X方向的磁場分量，且分別作用于推磁電阻傳感單元和挽磁電阻傳感單元，實現Y磁場信號的增強輸出，而當X磁場通過時，作用在推磁電阻傳感單元和挽磁電阻傳感單元上的X向磁場分量可以實現抵消。

本實用新型所提出的一種交叉指狀Y軸磁電阻傳感器，包括襯底、位于襯底之上的第一梳狀軟磁通量引導器、第二梳狀軟磁通量引導器及推挽式磁電阻傳感單元電橋；

所述第一梳狀軟磁通量引導器的第一梳齒和第一梳座和所述第二梳狀軟磁通量引導器的第二梳齒和第二梳座均為矩形，所述第一梳齒和所述第二梳齒長軸和短軸分別平行于Y軸和X軸，所述第一梳座和第二梳座長軸和短軸分別平行于X軸和Y軸；

所述第一梳狀軟磁通量引導器和所述第二梳狀軟磁通量引導器之間形成交叉指狀結構，相鄰所述第一梳齒和所述第二梳齒之間依次交替形成第一間隙和第二間隙，且所述第二梳齒與所述第一梳座之間、所述第一梳齒與所述第二梳座之間也形成間隙；

推挽式磁電阻傳感單元電橋包括推、挽磁電阻傳感單元串，所述推、挽磁電阻傳感單元串均包括多個串聯和/或并聯的磁電阻傳感單元，且平行于Y軸方向，并交替位于所述第一間隙和第二間隙內,所述推、挽磁電阻傳感單元串分別電連接成推臂和挽臂，所述推臂和挽臂包含的所述磁電阻傳感單元串數量相同，且所述推臂和挽臂電連接成推挽式磁電阻傳感單元電橋，所述磁電阻傳感單元具有X向磁場敏感方向。

還包括校準線圈和/或重置線圈，所述校準線圈包括平行于所述推、挽磁電阻傳感單元串的校準直導線，當校準電流通過所述校準線圈時，在所述推、挽磁電阻傳感單元串處分別產生沿X和-X方向幅度相同的校準磁場分量；所述重置線圈包括垂直于所述推、挽磁電阻傳感單元串的重置直導線，當重置線圈通重置電流時，在所有磁電阻傳感單元處沿Y方向或-Y方向產生幅度相同磁場分量。

所有所述第一梳齒尺寸相同，所有所述第二梳齒尺寸相同，所有所述第一間隙尺寸相同，所有所述第二間隙尺寸相同，所述第一間隙尺寸和所述第二間隙尺寸相同。

所述磁電阻傳感單元為GMR自旋閥或者TMR傳感單元，其中釘扎層方向平行于Y軸方向，自由層方向為平行于X軸方向。

沒有外加磁場時，所述磁電阻傳感單元通過永磁偏置，雙交換作用、形狀各向異性或者任意結合來使磁性自由層的磁化方向與磁性釘扎層的磁化方向垂直。

所述推挽式磁電阻傳感單元電橋為半橋、全橋或者準橋。

所述第一梳齒數量為2*N+1時，N為大于1的整數，所述推磁電阻傳感單元串和所述挽磁電阻傳感單元串交替分布在2*N個所述第一間隙和所述第二間隙內。

所述第一梳齒數量為2*N+2時，N為大于1的整數，所述推磁電阻傳感單元串和所述挽磁電阻傳感單元串交替分布在除位于正中間的所述第一間隙和所述第二間隙之外的其他2*N個所述第一間隙和所述第二間隙內。

所述第一梳齒數量為2時，所述推磁電阻傳感單元串和所述挽磁電阻傳感單元串交替的分布在所述第一間隙和所述第二間隙內。

任一個所述推磁電阻傳感單元串均有一個與之相對于所述第一梳狀軟磁通量集中器的X軸中心線對稱的所述挽磁電阻傳感單元串。