磁场感测装置的制造方法_3

文档序号:8360043阅读:来源:国知局
方法,不但程序简单,且能提升所述磁阻模块X的性能并降低制作成本。
[0044]该磁通导引器I的制程可采取以下其中一方法实行:
[0045]第一、贴合切割:将低磁滞的软磁材料切割为该磁通导引器1,再与配置的所述磁阻模块X的芯片对准贴合。
[0046]第二、向上成长:在配置所述磁阻模块X的芯片上,以化学镀膜或电镀成长肥粒铁(ferrite)或镍铁合金(NiFe)等低磁滞软磁材料,达厚度约20 μ m以上,再以厚光阻为模具使该磁通导引器I成形。
[0047]第三、向下成长:在配置所述磁阻模块X的芯片上,以微影制程形成光阻与二氧化硅的屏蔽,再利用深反应式蚀刻(DRIE)做出深度超过20 μ m的孔洞,最后以化学镀膜、电镀、或派镀来成长肥粒铁(ferrite)或镍铁合金(NiFe)等低磁滞软磁材料,使该磁通导引器I成形。
[0048]参阅图4,本发明磁场感测装置的一第二较佳实施例,与该第一较佳实施例类似,不同处在于该第二较佳实施例还包含一第二方向感测单元3,用于感测X方向、Y方向及Z方向的磁感应强度。
[0049]该第二方向感测单兀3包括一第一磁阻模块Y1、一第二磁阻模块Y2、一第三磁阻模块Y3,及一第四磁阻模块Y4,所述磁阻模块Y分别具有一形成一钉札场方向(如图4的箭头所指方向)的钉札层31,及一随着通过平行该钉札场方向的磁场分量而改变的电阻,所述磁阻模块Y的钉札场方向皆朝向与该第一方向感测单元2的所述磁阻模块X的钉札场方向相同的方向,在此为朝向Y方向,该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4分别沿着Y方向位于该磁通导引器I的下方相反两侧,并分别与二长边保持一间距,其所对应的电阻分别以Ryl和Ry4作说明,该第二磁阻模块Y2和该第三磁阻模块Y3分别位于该磁通导引器I下方且贴近该磁通导引器1,并以Z方向向该磁通导引器I投影,完全落入该磁通导引器I内,则该第二磁阻模块Y2、该第三磁阻模块Y3因受该磁通导引器I的遮盖产生屏蔽作用而不受磁力线影响,其所对应的电阻分别以Ry2和Ry3作说明。
[0050]配合参阅图5,当该第一磁阻模块Yl电连接于该驱动电源Vcc、该第二磁阻模块Y2串接该第一磁阻模块Yl与该地电源、该第三磁阻模块Y3电连接于该驱动电源Vcc、该第四磁阻模块Y4串接该第三磁阻模块Y3与该地电源,该第一磁阻模块Yl及该第二磁阻模块Y2具有产生一第三输出电压Vya的一第三共同节点,该第三磁阻模块Υ3及该第四磁阻模块Υ4具有产生一第四输出电压Vyb的一第四共同节点,而成如图5所示的惠斯通电桥时,可用于感测平行Y方向的磁感应强度。此时,朝向Y方向的磁场By其磁力线通过该磁通导引器I时,在该第一磁阻模块Υ1、该第四磁阻模块Υ4分别增强Y方向的分量而使其电阻值Ryl和Ry4下降,在该第二磁阻模块Υ2、该第三磁阻模块Υ3因受该磁通导引器I的屏蔽作用,分别降低Y方向的分量而使其电阻值Rx2和Rx3仅略微下降。因此,在该第三输出电压Vya的电压会大于该第四输出电压Vyb的电压,该第三输出电压Vya减该第四输出电压Vyb的差值大于零,该差值的大小正比于Y方向的磁感应强度,进而可据以判断朝向Y方向的磁场大小。
[0051]类似的,朝向-Y方向的磁场-By其磁力线通过该磁通导引器I时,在该第一磁阻模块Yl、该第四磁阻模块Y4分别增强-Y方向的分量而使其电阻值Ryl和Ry4上升,在该第二磁阻模块Y2、该第三磁阻模块Y3因受该磁通导引器I的屏蔽作用,分别降低-Y方向的分量而使其电阻值Ry2和Ry3仅略微上升,因此,在该第三输出电压Vya的电压会小于该第四输出电压Vyb的电压,该第三输出电压Vya减该第四输出电压Vyb的差值小于零,该差值的大小正比于-Y方向的磁感应强度,进而可据以判断朝向-Y方向的磁场大小。
[0052]要特别说明的是,当该第二方向感测单元3用于感测平行Y方向的磁场大小时,朝向X方向的磁场Bx其磁力线通过该磁通导引器I而在该第一磁阻模块Y1、该第二磁阻模块Y2、该第三磁阻模块Y3,及该第四磁阻模块Y4皆不会产生Y方向的分量,进而使其电阻值1^1、1^2、1^3,及1^4皆不改变,所以而在该第三输出电压Vya的电压会等于该第四输出电压Vyb的电压,同样的,朝向-X方向的磁场-Bx其磁力线通过该磁通导引器时,也会使得在该第三输出电压Vya的电压会等于该第四输出电压Vyb的电压,也因此,平行X方向的磁场并不会对该第二方向感测单元3造成影响。
[0053]当朝向Z方向的磁场Bz其磁力线通过该磁通导引器1,因该第一磁阻模块Y1、该第四磁阻模块Y4分别与二长边保持该间距,则在该第一磁阻模块Y1、该第四磁阻模块Y4不会产生Y方向的分量,而使其电阻值Ryl和Ry4不变;在该第二磁阻模块Y2、该第三磁阻模块Y3也不会产生Y方向的分量,而使其电阻值Ry2和Ry3不变,则该第三输出电压Vya的电压会等于该第四输出电压Vyb的电压。同样的,朝向-Z方向的磁场-Bz其磁力线通过该磁通导引器I,在该第三输出电压Vya的电压会等于该第四输出电压Vyb的电压。因此,平行Z方向的磁场不会对该第二方向感测单元3造成影响。所以,当以本发明磁场感测装置的第二较佳实施例感测平行Y方向的磁场时,对于沿X方向和Z方向的磁场有良好的正交性。
[0054]需再补充说明的是,该第一磁阻模块Y1、该第四磁阻模块Y4也可以对应设置于该磁通导引器I的上方,或该磁通导引器I沿Z方向的顶面和底面间。当该第一磁阻模块Y1、该第四磁阻模块Y4设置于该磁通导引器I的上方或下方时,因使平行Z方向的磁力线不会对该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4产生平行Y方向的分量,所以该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4分别与该磁通导引器I在平行Y方向保持该间距,若该间距足够大,可使平行Z方向的磁场其磁力线不会在该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4产生平行Y方向的磁场分量,以抑制对其电阻值Ryl及Ry4的影响,但该间距小时,可提高该磁通导引器I对平行Y方向磁场的磁通放大率,而对于平行Y方向的磁场分量有较佳的感测能力,因此该第二方向感测单元3用于感测平行Y方向的磁场分量时,需注意该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4与该磁通导引器I保持适当的间距。若当该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4设置于该磁通导引器I沿Z方向的顶面和底面间,则该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4不需与该磁通导引器I在平行Y方向保持适当间距,因平行Z方向的磁场分量不会造成影响。
[0055]参阅图6,本发明磁场感测装置的一第三较佳实施例与该第二较佳实施例类似,不同处在于该第三较佳实施例还包含一磁性薄膜5,则该第二方向感测单元3不需设置在该磁通导引器I周边,可使用该磁性薄膜5覆盖在该第二磁阻模块Y2和该第三磁阻模块Y3上,即可达到屏蔽作用,且该第一磁阻模块Yl和该第四磁阻模块Y4不需再考虑需与该磁通导引器I或该磁性薄膜5保持适当间距的问题,并该磁性薄膜5也有提高该第一磁阻模块Y1、该第四磁阻模块Y4对平行Y方向磁场的磁通放大率的能力,则可达成与该第二较佳实施例同样的效果。
[0056]参阅图7,本发明磁场感测装置的一第四较佳实施例与该第二较佳实施例类似,不同处在于,该第四较佳实施例还包含一第三方向感测单兀4,用于同时感测X方向、Y方向及Z方向的磁感应强度。该第三方向感测单兀4包括一第一磁阻模块Zl、一第二磁阻模块Z2、一第三磁阻模块Z3,及一第四磁阻模块Z4,所述磁阻模块Z分别具有一形成一钉札场方向(如图7的箭头所指方向)的钉札层41,及一随着通过平行该钉札场方向的磁场分量而改变的电阻,所述磁阻模块Z的钉札场方向皆朝向与该第一方向感测单元2的所述磁阻模块X的钉札场方向相同方向,在此为朝向Y方向,所述磁阻模块Z分别两两沿着Y方向且位于该磁通导引器I的下方相反两侧,该第一磁阻模块Z1、该第四磁阻模块Z4位于该磁通导引器I同一侧,该第二磁阻模块Z2、该第三磁阻模块Z3位于该磁通导引器I另同一侧,且其所对应的电阻分别为Rzl、Rz4、Rz2、Rz3。
[0057]配合参阅图8,当该第一磁阻模块Zl电连接于该驱动电源Vcc、该第二磁阻模块Z2串接该第一磁阻模块Zl与该地电源、该第三磁阻模块Z3电连接于该驱动电源Vcc、该第四磁阻模块Z4串接该第三磁阻模块Z3与该地电源,该第一磁阻模块Zl及该第二磁阻模块Z2具有产生一第五输出电压Vza的一第五共同节点,该第三磁阻模块Z3及该第四磁阻模块TA具有产生一第六输出电压Vzb的一第六共同节点,而成如图8所不的惠斯通电桥时,可用于感测平行Z方向的磁感应强度。则该第一方向感测单元2用于感测平行X方向的磁场,该第二方向感测单元3用于感测平行Y方向的磁场,该第三方向感测单元4用于感测平行Z方向的磁场,而不需再切换该第一方向感测单元2的电源线路,则可同时感测三维空间中的磁感应强度与方向,而增加便利性。
[0058]需要补充说明的是,该第三方向感测单元4的所述四磁阻模块Z也可以对应设置于该磁通导引器I的上方,也可感测到平行Z方向的磁力线。
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