CN114371430A - 一种梯度磁场检测芯片及磁场检测结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种梯度磁场检测芯片及磁场检测结构，该梯度磁场检测芯片包括晶圆基板；至少一个探测阵列，探测阵列包含三个磁阻群，该三个磁阻群的几何中心位于同一直线上且间距相同，磁阻群包含n行磁阻段且每行包含m个线性等距排列的磁阻单元，磁阻群中各磁阻段呈层错排列，且各磁阻段的层错位移长度为y*c/n，m*n＝35，c为0至n‑1，y为磁阻单元间距；磁阻单元的灵敏度方向均平行于晶圆基板的平面且均平行于探测阵列的延伸方向，或，磁阻单元的灵敏度方向均垂直于晶圆基板的平面；探测阵列的输出信号采用梯度差分方式输出；多个引线焊盘，引线焊盘与磁阻群通过连接引线连接。本发明实现了高频率响应和高精度梯度测量。

Description

一种梯度磁场检测芯片及磁场检测结构

技术领域

本发明实施例涉及磁场梯度测量技术领域，尤其涉及一种梯度磁场检测芯片及磁场检测结构。

背景技术

测量磁场在空间的变化率(单位为纳特/米或纳特/千米)称为磁场梯度测量。航空领域、地表领域、航海领域等均会用到梯度磁场测量。

目前用于高性能梯度磁场测量的装置包括齿轮编码器及磁栅尺，两者在旋转及直线测量领域具有抗干扰能力强，可靠性高，灵敏度高的特点。但是，其中磁敏元件自身信号-位移相关性以及器件排布，容易造成高次谐波误差，使得测量精度差。

在对测量精度有较高要求的应用场景下，目前的齿轮编码器及磁栅尺直接使用难以满足精度需求。

发明内容

本发明实施例提供一种梯度磁场检测芯片及磁场检测结构，以提高测量精度。

本发明实施例提供了一种梯度磁场检测芯片，包括：

晶圆基板；

至少一个探测阵列，所述至少一个探测阵列设置在所述晶圆基板的同一侧表面，所述探测阵列包含互不重叠的三个磁阻群，所述探测阵列中三个磁阻群的几何中心位于同一直线上且间距相同，所述磁阻群包含n行磁阻段，所述磁阻段包含m个线性等距排列的磁阻单元，所述磁阻群中各磁阻段呈层错排列，且所述各磁阻段的层错位移长度为y*c/n，其中，m和n均为自然数且m*n＝35，c为0至n-1之间任意整数，y为每行所述磁阻段中磁阻单元的间距；所述磁阻单元的灵敏度方向均平行于所述晶圆基板的平面且均平行于所述探测阵列的延伸方向，或者，所述磁阻单元的灵敏度方向均垂直于所述晶圆基板的平面；所述探测阵列的输出信号采用梯度差分的方式输出；

多个引线焊盘，所述引线焊盘与所述磁阻群位于所述晶圆基板的同一侧表面，所述引线焊盘与对应所述磁阻群通过连接引线连接。

进一步地，所述梯度磁场检测芯片包括两个探测阵列，所述两个探测阵列在所述晶圆基板上对称设置，对称轴线与所述探测阵列的延伸方向平行或垂直。

进一步地，还包括：封装壳体，所述晶圆基板位于所述封装壳体内部。

进一步地，所述封装壳体采用无磁性材料制成。

进一步地，所述磁阻单元的表面覆盖有绝缘材料。

进一步地，所述引线焊盘由非磁性金属构成。

进一步地，所述磁阻单元为单个磁电阻元件；或者，

所述磁阻单元包括多个磁电阻元件，所述多个磁电阻元件通过串并联方式构成等效磁阻结构；

其中，所述磁电阻元件为各项异性磁阻、巨磁阻或者隧道结磁阻。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于梯度磁场检测芯片的磁场检测结构，包括：

如上所述的梯度磁场检测芯片；

周期信号结构，所述周期信号结构包括多个依次排列的磁场响应单元，每个所述磁场响应单元在所述梯度磁场检测芯片位置处产生一组其与所述梯度磁场检测芯片相对位置变化的周期性磁场信号，间隔设置的两个所述磁场响应单元的几何中心间距为探测阵列中相邻磁阻群几何中心间距的三倍。

进一步地，所述周期信号结构为多对极磁栅，所述多对极磁栅中各对极沿所述探测阵列的延伸方向排列；或者，所述周期信号结构为多对极磁环，所述多对极磁环中各对极沿所述磁环圆周方向排列；

其中，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于对极排列方向。

进一步地，还包括：背磁结构；

所述周期信号结构由含有磁性材料的齿条或齿轮构成，所述梯度磁场检测芯片位于所述背磁结构和所述周期信号结构之间，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于齿条延伸方向或齿轮排列方向；

在无所述周期信号结构时，所述背磁结构在所述磁阻单元处的磁感线方向垂直于所述磁阻单元的灵敏度方向。

本发明实施例中，以磁电阻为敏感材料的梯度磁场检测芯片包括至少一个探测阵列，探测阵列包括三相多级层错排布线列磁阻群，通过磁阻群中磁阻单元空间排布，利用层错结构中各磁阻段对目标区间梯度磁场的原生输出信号相位及幅值差异，将周期相位下特定高次谐波误差互相抵消，消除磁电阻本征谐波误差及器件排布谐波误差，有效提高对极信号检测精度，有效提高梯度磁场检测精度；同时利用磁电阻作为敏感元件的高灵敏度、响应速度快以及低功耗特性，解决了以往梯度磁场检测芯片由于高次谐波带来的测量误差，有利于线性位移以及齿轮编码器高精度检测，能够同步实现高性能梯度测量精度与高频率响应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1是本发明实施例提供的一种梯度磁场检测芯片的示意图；

图2是单个线列磁阻群的磁阻单元排列示意图；

图3是另一种单个线列磁阻群的磁阻单元排列示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种梯度磁场检测芯片的示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种梯度磁场检测芯片的示意图；

图6是单个磁阻单元的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种梯度磁场检测芯片的剖视图；

图8是单个探测阵列与多对极磁栅配合的相对位置示意图；

图9是单个探测阵列与齿条配合的相对位置示意图；

图10是无周期信号结构时背磁结构磁感线垂直于晶圆基板的示意图；

图11是无周期信号结构时背磁结构磁感线平行于晶圆基板的示意图；

图12是齿条平行于晶圆基板的背磁结构磁感线的分布示意图；

图13是多对极磁栅与梯度磁场检测芯片的相对位置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1所示，为本发明实施例提供的一种梯度磁场检测芯片的示意图。本实施例提供的梯度磁场检测芯片包括：晶圆基板301；至少一个探测阵列100，至少一个探测阵列100设置在晶圆基板301的同一侧表面，探测阵列100包含互不重叠的三个磁阻群105，探测阵列100中三个磁阻群105的几何中心位于同一直线上且间距相同，磁阻群105包含n行磁阻段101，磁阻段101包含m个线性等距排列的磁阻单元102，磁阻群105中各磁阻段101呈层错排列，且各磁阻段101的层错位移长度103为y*c/n，其中，m和n均为自然数且m*n＝35，c为0至n-1之间任意整数，y为每行磁阻段101中磁阻单元102的间距104；磁阻单元102的灵敏度方向均平行于晶圆基板301的平面且均平行于探测阵列100的延伸方向，或者，磁阻单元102的灵敏度方向均垂直于晶圆基板301的平面；探测阵列100的输出信号采用梯度差分的方式输出；多个引线焊盘302，引线焊盘302与磁阻群105位于晶圆基板301的同一侧表面，引线焊盘302与对应磁阻群105通过连接引线303连接。如图2所示为一种磁阻群，如图3所示为另一种磁阻群。

本实施例中，如图1所示梯度磁场检测芯片包括位于晶圆基板301上的一个探测阵列100，在其他实施例中还可选梯度磁场检测芯片包括位于晶圆基板上的多个探测阵列且多个探测阵列设置在晶圆基板的同一侧表面。

探测阵列100包含互不重叠的三个磁阻群105，该相同的三个磁阻群105设置在晶圆基板301的同一侧表面，在此所述的互不重叠是指该三个磁阻群105沿某一方向(如图示X方向)顺序排布在晶圆基板301的一表面上，且相邻两个磁阻群105沿其排布方向上存在间隙100a。探测阵列100中三个磁阻群105的几何中心位于同一直线上，则磁阻群105的排布方向X与该直线平行，相邻两个磁阻群105沿其排布方向上存在间隙100a且该间隙大小一致，三个磁阻群105的几何中心间距100b相同，即任意相邻两个磁阻群105的几何中心间距100b大小一致。

本实施例中，探测阵列100中磁阻群105为线列磁阻群。每个线列磁阻群105包含35个磁阻单元102且划分为多行磁阻段101，每行磁阻段101的磁阻单元102的排布完全一致，每行磁阻段101内的m个磁阻单元102位于同一直线上，三个磁阻群105的几何中心位于同一直线，可选每行磁阻段101的延伸方向与探测阵列100中三个磁阻群105的排布方向X一致。

如图2所示为一种磁阻群105，可选m＝7且n＝5。具体的，该磁阻群105包含5行磁阻段101，每一行磁阻段101均包含7个磁阻单元102，其中，每一行磁阻段101的7个磁阻单元102均沿第一方向X排布即线性排列，且任意一行内相邻两个磁阻单元102的间距104均为相同数值即等距排列。磁阻群105中各磁阻段101呈层错排列，即不同行磁阻段101之间相对位置为层错状排列，简单理解为不同行磁阻段101的起始位置存在层错位移。各磁阻段101的层错位移长度103为y*c/5，可选各磁阻段101的起始位置的位移量103均为y*c/5。

c取0至4之间任意一个互斥整数，y为每行磁阻段101中磁阻单元102的间距104。例如c为2，y为10nm，则层错位移长度103为4nm。如图2所示，设定第五行磁阻段101的起始位置为0nm点，那么可选第三行磁阻段101的起始位置为4nm，第四行磁阻段101的起始位置为8nm，第一行磁阻段101的起始位置为12nm，第二行磁阻段101的起始位置为16nm。

如图3所示为另一种磁阻群105，可选m＝5且n＝7。具体的，该磁阻群105包含7行磁阻段101，每一行磁阻段101均包含5个磁阻单元102，其中，每一行磁阻段101的5个磁阻单元102均沿第一方向X排布，且一行内相邻两个磁阻单元102的间距104均相同。磁阻群105中各磁阻段101呈层错排列，各磁阻段101的层错位移长度103为y*c/7。

c取0至6之间任意一个互斥整数，y为每行磁阻段101中磁阻单元102的间距104。例如c为3，y为14nm，则层错位移长度103为6nm。如图3所示，设定第6行磁阻段101的起始位置为0nm点，那么可选第4行磁阻段101的起始位置为6nm，第5行磁阻段101的起始位置为12nm，第2行磁阻段101的起始位置为18nm，第3行磁阻段101的起始位置为24nm，第1行磁阻段101的起始位置为30nm，第7行磁阻段101的起始位置为36nm。

可以理解，图2和图3中磁阻群的层错状排列结构仅是一种具体示例，在其他实施例中还可以采用其他层错状排布方式，不限于此。

对于任意一个磁阻单元102，可选其灵敏度方向平行于晶圆基板301的平面，且其灵敏度方向还平行于探测阵列100的延伸方向，其中，探测阵列100的延伸方向为探测阵列100中三个磁阻群105的排布方向即X方向。在其他实施例中，还可选每个磁阻单元的灵敏度方向垂直于晶圆基板的平面。

本实施例中，晶圆基板301的表面还设置有多个引线焊盘302，引线焊盘302与探测阵列100位于晶圆基板301的同一侧表面，一个磁阻群105与两个引线焊盘302对应设置，一个磁阻群105分别通过两条连接引线303与对应的两个引线焊盘302电连接，探测阵列100中3个磁阻群105各自信号独立输出。探测阵列100的输出信号采用梯度差分的方式输出，具体的，外部电路连接至每个磁阻群105对应的两个引线焊盘302，则探测阵列100中每个磁阻群105的输出信号通过对应的连接引线303和引线焊盘302输出至外部电路，其中，磁阻群105内部的磁阻段101串行连接。

在其他实施例中，还可选梯度磁场检测芯片包括两个探测阵列，两个探测阵列在晶圆基板上对称设置，其中对称轴线与探测阵列的延伸方向平行或垂直。

如图4所示，对称轴线与探测阵列100的延伸方向X平行。每个探测阵列100对应设置6个引线焊盘302。两个探测阵列100的磁阻群几何中心连线平行，单个探测阵列100中中央磁阻群几何中心与两侧磁阻群几何中心距离(同图1中100b)相等，不同探测阵列100中两个中央磁阻群几何中心连线垂直于单个探测阵列100中三个线列磁阻群几何中心所处直线。

如图5所示，对称轴线与探测阵列100的延伸方向X垂直。每个探测阵列100对应设置6个引线焊盘302。两个探测阵列100的六个磁阻群几何中心位于同一直线，任意相邻两个磁阻群几何中心距离(同图1中100b)相等。磁阻群内部各个磁阻段电阻串行连接，则两个探测阵列100对应位置磁阻群构成半桥差分输出信号，以此提高信号强度。

可选磁阻单元102为单个磁电阻元件；其中，磁电阻元件为各项异性磁阻、巨磁阻或者隧道结磁阻。本实施例中，每个磁阻单元102均由单个磁电阻元件构成，即一个磁阻单元102为一个磁电阻元件，该磁电阻元件为各项异性磁阻、巨磁阻或者隧道结磁阻。可以理解，一个梯度磁场检测芯片中的各个磁阻单元102均完全相同，例如其中每个磁阻单元102均由单个巨磁阻元件构成。

在其他实施例中，如图6所示还可选磁阻单元102包括多个磁电阻元件102a，多个磁电阻元件102a通过串并联方式构成等效磁阻结构102；其中，磁电阻元件102a为各项异性磁阻、巨磁阻或者隧道结磁阻。可以理解，一个梯度磁场检测芯片中的各个磁阻单元102均完全相同。例如，每个磁阻单元102均由12个隧道结磁阻元件102a构成，对于任意一个磁阻单元102，其中12个隧道结磁阻元件102a排布为3行4列，一行内4个隧道结磁阻元件102a串联连接构成一个隧道结磁阻元件串，3个隧道结磁阻元件串采用并联方式连接构成一个等效磁阻结构102。

本发明实施例中，以磁电阻为敏感材料的梯度磁场检测芯片包括至少一个探测阵列，探测阵列包括三相多级层错排布线列磁阻群，通过磁阻群中磁阻单元空间排布，利用层错结构中各磁阻段对目标区间梯度磁场的原生输出信号相位及幅值差异，将周期相位下特定高次谐波误差互相抵消，消除磁电阻本征谐波误差及器件排布谐波误差，有效提高对极信号检测精度，有效提高梯度磁场检测精度；同时利用磁电阻作为敏感元件的高灵敏度、响应速度快以及低功耗特性，解决了以往梯度磁场检测芯片由于高次谐波带来的测量误差，有利于线性位移以及齿轮编码器高精度检测，能够同步实现高性能梯度测量精度与高频率响应。

可选如图7所示梯度磁场检测芯片还包括：封装壳体305，晶圆基板301位于封装壳体305内部。可选封装壳体305采用无磁性材料制成。可选磁阻单元102的表面覆盖有绝缘材料304。可选引线焊盘302由非磁性金属构成。

本实施例中，梯度磁场检测芯片设置有封装壳体305，封装壳体305采用无磁性材料，用于封装晶圆基板301及其上的磁阻结构，能够保护梯度磁场检测芯片的结构性能，同时还能够避免引入额外的磁场干扰。

封装壳体305的内部设置有晶圆基板301，磁阻单元102和引线焊盘302均位于晶圆基板301的表面。磁阻单元102的表面覆盖绝缘材料304，该绝缘材料304可以保护梯度磁场检测芯片的电气性能，防止外部水汽等杂质进入磁阻单元102，延长了磁阻单元102的寿命，保证了磁阻单元102的电性能。引线焊盘302由非磁性金属构成，则引线焊盘302传输信号时不受外部磁场干扰，保证了信号传输准确性；引线焊盘302由非磁性金属构成，则不会引入额外的磁场干扰，提高了梯度磁场检测芯片的检测精度。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于梯度磁场检测芯片的磁场检测结构，该磁场检测结构包括：如上任意实施例所述的梯度磁场检测芯片；周期信号结构，周期信号结构包括多个依次排列的磁场响应单元，每个磁场响应单元在梯度磁场检测芯片位置处产生一组其与梯度磁场检测芯片相对位置变化的周期性磁场信号，间隔设置的两个磁场响应单元的几何中心间距为探测阵列中相邻磁阻群几何中心间距的三倍。

可选周期信号结构为多对极磁栅，多对极磁栅中各对极沿探测阵列的延伸方向排列；或者，周期信号结构为多对极磁环，多对极磁环中各对极沿磁环圆周方向排列；其中，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于对极排列方向。

如图8所示，周期信号结构为多对极磁栅，多对极磁栅中各对极沿探测阵列的延伸方向X排列；其中，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于对极排列方向X。多对极磁栅由多个N极和多个S极间隔排布构成，且呈直线排列，相邻的一个N极和一个S极构成一个对极，其中202表征多对极磁栅中的一个磁极，各对极沿探测阵列的延伸方向X排列。可以理解，一个磁极202与一个线列磁阻群105对应设置，且配合构成一个梯度磁场检测结构，探测阵列中三个线列磁阻群105的排布方向X与对极排列方向相同。若相邻磁阻群105之间的几何中心间距106为x，则与之配合的相邻同性磁极202的几何中心间距202a为3x。通过磁阻单元、磁阻段和磁阻群105的多级层错空间排布，构成信号检测位置相对于待检测磁场的相位变化，能够消除对应的谐波误差。

在其他实施例中，还可选周期信号结构为多对极磁环，多对极磁环中各对极沿磁环圆周方向排列；其中，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于对极排列方向。与图8的区别在于，本实施例中多对极磁环为环状，即多个N极和多个S极呈圆周方向间隔排列。

在其他实施例中，还可选如图9所示周期信号结构由含有磁性材料的齿条201构成，齿条201包括沿直线间隔排布的齿峰和齿谷。齿峰与线列磁阻群105构成梯度磁场检测结构，与该齿峰相邻的齿谷还与下一线列磁阻群105构成梯度磁场检测结构。探测阵列中三个线列磁阻群105沿齿条201延伸方向X呈直线排布，若相邻磁阻群105之间的几何中心距离106设为x，则与之配合的相邻两个齿峰的几何中心间距201a为3x。

在其他实施例中，还可选周期信号结构由含有磁性材料的齿轮构成，齿轮包括沿圆周间隔排布的齿峰和齿谷，即齿轮为环状。

可选磁场检测结构还包括：背磁结构；周期信号结构由含有磁性材料的齿条或齿轮构成，梯度磁场检测芯片位于背磁结构和周期信号结构之间，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于齿条延伸方向或齿轮排列方向；在无周期信号结构时，背磁结构在磁阻单元处的磁感线方向垂直于磁阻单元的灵敏度方向。

如图10所示，梯度磁场检测芯片300中的线列磁阻群中每个磁阻单元102的灵敏度方向306相同且平行于线列磁阻群排布方向(如图1中X方向)，该方向同样作为梯度磁场检测芯片300的敏感方向。梯度磁场检测结构中设置有背磁结构204，梯度磁场检测芯片300位于背磁结构204与周期信号结构(未示出)之间。图10所示的磁场检测结构中无周期信号结构的情况下，背磁结构204在磁阻单元102处产生的磁感线方向203垂直于梯度磁场检测芯片300所在平面并垂直于梯度磁场检测芯片300的敏感方向306。

如图11所示，在磁场检测结构中无周期信号结构的情况下，背磁结构204在磁阻单元102位置处的磁感线方向203平行于梯度磁场检测芯片即晶圆基板301所在平面，保证沿线列直线(如图1中X方向表征的直线)位移测量环境下，各磁阻单元102在平行于晶圆基板301表面的等效灵敏度相对变化一致。

如图12所示，在磁场检测结构中有周期信号结构的情况下，设置齿条201作为周期信号结构，梯度磁场检测芯片300位于齿条201及背磁结构204之间。齿条201内含有铁磁性材料，当齿条201中齿峰接近梯度磁场检测芯片300时，引起磁感线方向203朝齿峰方向偏移，接近齿峰的磁阻群105的磁场强度上升，接近齿槽即齿谷位置的磁阻群105的磁场强度下降，由此实现呈直线排列的不同磁阻群位置磁场强度为同一变化周期的不同相位，且相位差相等。

如图13所示，在磁场检测结构中有周期信号结构的情况下，设置多对极磁栅202作为周期信号结构，梯度磁场检测芯片即晶圆基板301所在平面与磁栅202所在平面平行，梯度磁场检测芯片包含两个探测阵列，分别设置在晶圆基板301的同一表面两端。每个探测阵列包含三个线列磁阻群，每个线列磁阻群包含35个磁阻单元102，梯度磁场检测芯片设置多个引线焊盘302，每个磁阻群与引线焊盘302间通过连接引线303连接。每个探测阵列的三个线列磁阻群的几何中心位于同一直线，该直线与磁栅202的对极排列方向平行，两个探测阵列的三个线列磁阻群几何中心连线平行，且中央磁阻群几何中心与两侧磁阻群几何中心距离相等，两个中央磁阻群几何中心连线与单个探测阵列中三个线列磁阻群的几何中心所处直线互相垂直，两个中央磁阻群对应磁栅同一磁极两端。

本发明实施例提供的一种用于检测梯度磁场的梯度磁场检测结构，采用三相层错排布磁电阻构成，利用层错结构中各段磁电阻对目标区间梯度磁场的原生输出信号相位及幅值差异，将由于磁电阻本征谐波造成的误差及器件排布谐波造成的误差消除，有效提高旋转及直线梯度测量精度，还有效提高位置及角度检测精度；同时利用磁电阻作为敏感元件的高灵敏度以及低功耗特性，解决了以往检测结构由于高次谐波带来的测量误差，有利于线性位移以及齿轮编码器高精度检测。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种梯度磁场检测芯片，其特征在于，包括：

晶圆基板；

至少一个探测阵列，所述至少一个探测阵列设置在所述晶圆基板的同一侧表面，所述探测阵列包含互不重叠的三个磁阻群，所述探测阵列中三个磁阻群的几何中心位于同一直线上且间距相同，所述磁阻群包含n行磁阻段，所述磁阻段包含m个线性等距排列的磁阻单元，所述磁阻群中各磁阻段呈层错排列，且所述各磁阻段的层错位移长度为y*c/n，其中，m和n均为自然数且m*n＝35，c为0至n-1之间任意整数，y为每行所述磁阻段中磁阻单元的间距；所述磁阻单元的灵敏度方向均平行于所述晶圆基板的平面且均平行于所述探测阵列的延伸方向，或者，所述磁阻单元的灵敏度方向均垂直于所述晶圆基板的平面；所述探测阵列的输出信号采用梯度差分的方式输出；

多个引线焊盘，所述引线焊盘与所述磁阻群位于所述晶圆基板的同一侧表面，所述引线焊盘与对应所述磁阻群通过连接引线连接。

2.根据权利要求1所述的梯度磁场检测芯片，其特征在于，所述梯度磁场检测芯片包括两个探测阵列，所述两个探测阵列在所述晶圆基板上对称设置，对称轴线与所述探测阵列的延伸方向平行或垂直。

3.根据权利要求1所述的梯度磁场检测芯片，其特征在于，还包括：封装壳体，所述晶圆基板位于所述封装壳体内部。

4.根据权利要求3所述的梯度磁场检测芯片，其特征在于，所述封装壳体采用无磁性材料制成。

5.根据权利要求1所述的梯度磁场检测芯片，其特征在于，所述磁阻单元的表面覆盖有绝缘材料。

6.根据权利要求1所述的梯度磁场检测芯片，其特征在于，所述引线焊盘由非磁性金属构成。

7.根据权利要求1所述的梯度磁场检测芯片，其特征在于，所述磁阻单元为单个磁电阻元件；或者，

所述磁阻单元包括多个磁电阻元件，所述多个磁电阻元件通过串并联方式构成等效磁阻结构；

其中，所述磁电阻元件为各项异性磁阻、巨磁阻或者隧道结磁阻。

8.一种基于梯度磁场检测芯片的磁场检测结构，其特征在于，包括：

如权利要求1至7任一项所述的梯度磁场检测芯片；

周期信号结构，所述周期信号结构包括多个依次排列的磁场响应单元，每个所述磁场响应单元在所述梯度磁场检测芯片位置处产生一组其与所述梯度磁场检测芯片相对位置变化的周期性磁场信号，间隔设置的两个所述磁场响应单元的几何中心间距为探测阵列中相邻磁阻群几何中心间距的三倍。

9.根据权利要求8所述的磁场检测结构，其特征在于，

所述周期信号结构为多对极磁栅，所述多对极磁栅中各对极沿所述探测阵列的延伸方向排列；或者，所述周期信号结构为多对极磁环，所述多对极磁环中各对极沿所述磁环圆周方向排列；

其中，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于对极排列方向。

10.根据权利要求8所述的磁场检测结构，其特征在于，还包括：背磁结构；

所述周期信号结构由含有磁性材料的齿条或齿轮构成，所述梯度磁场检测芯片位于所述背磁结构和所述周期信号结构之间，磁阻单元的灵敏度方向垂直或平行于齿条延伸方向或齿轮排列方向；

在无所述周期信号结构时，所述背磁结构在所述磁阻单元处的磁感线方向垂直于所述磁阻单元的灵敏度方向。

Images