JP2017504018A - 高感度プッシュプルブリッジ磁気センサ - Google Patents

高感度プッシュプルブリッジ磁気センサ Download PDF

Info

Publication number
JP2017504018A
JP2017504018A JP2016543034A JP2016543034A JP2017504018A JP 2017504018 A JP2017504018 A JP 2017504018A JP 2016543034 A JP2016543034 A JP 2016543034A JP 2016543034 A JP2016543034 A JP 2016543034A JP 2017504018 A JP2017504018 A JP 2017504018A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
push
pull
arm
substrate
magnetoresistive sensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016543034A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6474822B2 (ja
Inventor
ゲザ ディーク ジェームズ
ゲザ ディーク ジェームズ
ダン リー
ダン リー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MultiDimension Technology Co Ltd
Original Assignee
MultiDimension Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MultiDimension Technology Co Ltd filed Critical MultiDimension Technology Co Ltd
Publication of JP2017504018A publication Critical patent/JP2017504018A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6474822B2 publication Critical patent/JP6474822B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/091Constructional adaptation of the sensor to specific applications
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0011Arrangements or instruments for measuring magnetic variables comprising means, e.g. flux concentrators, flux guides, for guiding or concentrating the magnetic flux, e.g. to the magnetic sensor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/096Magnetoresistive devices anisotropic magnetoresistance sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

【課題】準ブリッジ構造、ハーフブリッジ構造、又は、フルブリッジ構造として実現する、オフセットが小さく、感度が高く、直線性が優れていて、かつ、ノイズが低いという利点を有するセンサを提供する。【解決手段】高感度プッシュプルブリッジ磁気センサは、二つの基板(20、21)、磁気抵抗感知素子(22、42)、プッシュアームフラックスコンセントレータ(23)、及び、プルアームフラックスコンセントレータ(41)を備え、同一基板(20、21)上の磁気抵抗感知素子(22、42)のピンニング層の磁化方向は同一方向であるが、隣接する基板(20,21)上の磁気抵抗感知素子(22、42)のピンニング層の磁化方向に対して逆方向であり、かつ、一方の基板(20)上の磁気抵抗感知素子(22)は、ブリッジのプッシュアームを形成するために電気的に相互接続されており、他方の基板(21)上の磁気抵抗感知素子(42)は、ブリッジのプルアームを形成するために電気的に相互接続される。プッシュアーム及びプルアーム上の磁気抵抗感知素子(22、42)は、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータ(23)及び二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータ(41)の隙間に、それぞれ配列される。【選択図】図1

Description

本発明は、磁気センサの技術分野に関し、特に、高感度プッシュプルブリッジ磁気センサに関する。
磁気センサは、広く近代産業及び電気製品に適用されていて、電流、位置、方向などの物理的パラメータを測定するための磁界強度を感知する。先行技術では、感知素子として、ホール素子、異方性磁気抵抗(AMR:Anisotropic Magnetoresistance)素子又は巨大磁気抵抗(GMR:Giant Magnetoresistance)素子を用いた磁気センサなどの磁界及び他のパラメータを測定するために用いられる、多くの異なるタイプのセンサがある。
ホール磁気センサは、高強度の磁界にも適用可能であるが、感度が非常に低く、消費電力が大きく、かつ、直線性が優れていない。AMR磁気センサは、ホールセンサよりも感度は高いが、製造工程が複雑で、かつ、消費電力が高い。GMR磁気センサは、ホール磁気センサよりも感度は高いが、その直線性の範囲が少々狭い。
トンネル磁気抵抗(TMR:Tunneling magnetoresistive)磁気センサは、近年、産業的に適用される新規な磁気抵抗効果センサであり、磁界を感知するために磁性多層膜材料のトンネル磁気抵抗効果を利用し、かつ、ホール磁気センサ、AMR磁気センサ及びGMR磁気センサよりも、感度が高く、消費電力が低く、直線性に優れており、動作範囲も広い。
プッシュプルブリッジ磁気センサは、シングル抵抗又は参照されるブリッジ磁気センサと比較すると、感度が高く、オフセットが低く、かつ、同時に、温度補償機能を有しているので、温度ドリフトの影響を抑制することができる。
しかし、既存のプッシュプルブリッジ磁気センサの感度は高さが十分でなく、かつ、ノイズの小ささも十分ではない。
本発明の目的は、先行技術に存在する上記の問題を解消した、高感度プッシュプルブリッジ磁気センサを提供することである。
上記の技術的な目的を実現し、かつ、上記の技術的な効果を達成するために、本発明は、高感度プッシュプルブリッジ磁気センサを提供する。高感度プッシュプルブリッジ磁気センサは、
プッシュアーム基板及びプルアーム基板と、
一以上の電気的に相互接続される磁気抵抗感知素子を有する少なくとも一つのプッシュアーム、及び、一以上の電気的に相互接続される磁気抵抗感知素子を有する少なくとも一つのプルアームと、
少なくとも二つのプッシュアームフラックスコンセントレータ、及び、少なくとも二つのプルアームフラックスコンセントレータと、を備え、
プッシュアームフラックスコンセントレータ、及び、プルアームフラックスコンセントレータの長軸ディメンションはY軸方向に配列され、かつ、その短軸ディメンションはX軸方向に配列され、
プッシュアーム上の磁気抵抗感知素子は、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータの隙間に配置され、かつ、プルアーム上の磁気抵抗感知素子は、二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータの隙間に配置され、
プッシュアーム及びプッシュアームフラックスコンセントレータは、プッシュアーム基板上に堆積され、かつ、プルアーム及びプルアームフラックスコンセントレータは、プルアーム基板上に堆積され、
プッシュアームとプルアームとがブリッジを形成するために電気的に相互接続され、
同一基板上の磁気抵抗感知素子の磁気ピンニング層の磁化方向は同一方向であり、かつ、プッシュアーム基板上の磁気抵抗感知素子の磁気ピンニング層の磁化方向はプルアーム基板上の磁気抵抗感知素子の磁気ピンニング層の磁化方向と逆方向であり、
プッシュアーム及びプルアーム上の磁気抵抗感知素子の感知方向は、X軸方向に沿っている。
好ましくは、多くても一列の磁気抵抗感知素子が、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータの隙間毎、及び、二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータの隙間毎に、それぞれ配置される。
好ましくは、磁気抵抗感知素子は、GMR感知素子又はTMR感知素子である。
好ましくは、プッシュアーム基板及びプルアーム基板に関して、一方の基板上の磁気抵抗感知素子のピンニング層の磁化方向がX軸の正方向に沿っており、かつ、他方の基板上の磁気抵抗感知素子のピンニング層の磁化方向がX軸の負方向に沿っている。
好ましくは、外部印加磁界が存在しない場合、磁気抵抗感知素子バイアスの磁気自由層の磁化方向は、オンチップ永久磁石、オンチップコイル、二重交換相互作用、形状異方性、又は、少なくともそれらの二つの組み合わせを用いてバイアスされており、かつ、オンチップ永久磁石及びオンチップコイルなどによって生成される交差バイアス磁界の方向は、Y軸方向に沿っている。
好ましくは、ブリッジは、ハーフブリッジ、フルブリッジ、又は、準ブリッジである。
好ましくは、プッシュアーム上の磁気抵抗感知素子とプルアーム上の磁気抵抗感知素子とが、同数であり、かつ、互いに平行である。
好ましくは、プッシュアームフラックスコンセントレータとプルアームフラックスコンセントレータとが、同数であり、かつ、互いに平行である。
好ましくは、プッシュアームフラックスコンセントレータ及びプルアームフラックスコンセントレータは、細いバー配列であり、かつ、軟質強磁性合金材料、Ni、Fe、Coのうちから一以上の成分を含有する軟質強磁性合金材料から構成される。
好ましくは、プッシュアーム上及びプルアーム上の磁気抵抗感知素子の位置の磁界のゲイン係数Asnsは、1よりも大きい。
好ましくは、プッシュアーム基板及びプルアーム基板は、集積回路を含み、又は、集積回路を備える他の基板と接続される。
好ましくは、集積回路は、CMOS、BiCMOS、Bipolar、BCDMOS又はSOIであり、プッシュアームは、プッシュアーム基板上の集積回路の上に直接堆積され、かつ、プルアームは、プルアーム基板上の集積回路の上に直接堆積される。
好ましくは、基板は、オフセット回路、ゲイン回路、校正回路、温度補償回路、及び、論理回路のうち任意の1以上の応用回路を備えるASICチップである。
好ましくは、論理回路は、デジタルスイッチ回路又は回転角算出回路である。
本発明は、先行技術と比較して、オフセットが小さく、直線性が良好で、感度が高く、かつ、低ノイズであるという有利な効果を有する。
本発明の実施形態における技術的解決策をより明確に例証するために、本実施形態の説明に用いる必要がある図面について、以下に簡単に紹介されるであろう。以下に説明する図面は、本発明の可能な実施形態のまさに幾つかにすぎないことは明らかである。当業者は、如何なる発明についての労力を寄与することなく、これらの図面に従って他の図面を案出することができる。
先行技術における一般的なプッシュプルブリッジ磁気センサの構造模式図である。 先行技術における別のプッシュプルブリッジ磁気センサの構造模式図である。 本発明におけるプッシュプルブリッジ磁気センサの構造模式図である。 磁気抵抗感知素子の周囲の磁界分布図である。 磁気抵抗感知素子の位置と対応するゲイン係数との関係をプロットした図である。 本発明のフラックスコンセントレータを有するプッシュプルブリッジ磁気センサの応答と本発明のフラックスコンセントレータを有さないプッシュプルブリッジ磁気センサの応答とを比較した図である。
本発明は、さらに、図面及び実施形態に関連して以下に詳細に説明されるであろう。
図1は、先行技術における一般的なプッシュプルブリッジ磁気センサの構造模式図である。このセンサの構造は、GMR素子からなるホイートストンフルブリッジであり、図1における符号103及び符号104によって示されるように、隣接ブリッジアームにおけるGMR素子のピンニング層の磁化方向は逆方向であり、かつ、対向ブリッジアームにおけるGMR素子のピンニング層の磁化方向は同一方向である。このセンサは、基板50と、電気的に相互接続されるGMR素子からなるR1,R1’,R2,R2’と、入/出力用パッド51〜54とを備える。このセンサは、二重膜形成工程を採用しており、すなわち、GMR素子は、ピンニング層の方向が逆方向で、それぞれ二段階で堆積されている。このため、その製造工程は複雑であり、かつ、第二段階でなされるアニール工程は第一段階で堆積された薄膜に影響を及ぼすであろう。この結果、二つの連続する膜形成の整合性は十分ではなく、これによって、センサの全体的な性能に影響が及ぶ。
図2は、先行技術である中国特許出願第201310325337.5号明細書によって開示されたシングルチッププッシュプルブリッジ磁気センサの構造模式図である。このセンサは、基板1と、入/出力用パッド6〜9と、基板1の上に斜めに配置される複数のプッシュアームフラックスコンセントレータ12及び複数のプルアームフラックスコンセントレータ13と、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータの隙間14及び二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータの隙間15に、それぞれ配置される磁気抵抗感知素子10及び11と、を備える。磁気抵抗感知素子10及び11のピンニング層の磁化方向は同一方向である。このセンサは、容易に飽和してしまい、感度は十分に高くはならない。
(実施形態)
図3は、本発明におけるプッシュプルブリッジ磁気センサの構造模式図である。このセンサは、プッシュアーム基板20と、プルアーム基板21と、複数の磁気抵抗感知素子22,42と、複数のプッシュアームフラックスコンセントレータ23と、プルアームフラックスコンセントレータ41と、パッド24〜39と、を備える。磁気抵抗感知素子22とプッシュアームフラックスコンセントレータ23とパッド24〜31とが、プッシュアーム基板20上に堆積され、磁気抵抗感知素子42とプルアームフラックスコンセントレータ41とパッド32〜39とが、プルアーム基板21上に堆積される。さらに、プッシュアーム基板20とプルアーム基板21とは、方向について除けば、すべての態様で同一である。
パッド24,25,36,37は、それぞれ電源端子VBias,接地端子GND,電圧出力V+,電圧出力V−として用いられる。パッド26〜29は、パッド34,35,38,39に、それぞれ電気的に接続されている。磁気抵抗感知素子22,42は、プッシュアーム及びプルアームを形成するために、それぞれ、電気的に相互接続され、かつ、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータ23の隙間、及び、二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータ41の隙間に、それぞれ配列される。
多くても一列の磁気抵抗感知素子が、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータ23の隙間毎、及び、二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータ41の隙間毎に、それぞれ配置される。各列の磁気抵抗感知素子は、一つ又は少なくとも二つの磁気抵抗感知素子を備えることができ、図3では、各列は、6つの磁気抵抗感知素子を備えている。
プッシュアーム基板20及びプルアーム基板21の周縁部の上側及び下側に、それぞれ設けられている、二つのプッシュアームフラックスコンセントレータ23及び二つのプルアームフラックスコンセントレータ41と、それらに隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータ23及び隣接するプルアームフラックスコンセントレータ41との隙間には、磁気抵抗感知素子22,42は配置されていない。これは、磁気抵抗感知素子22,42の位置の磁界の分布を、より均一化するためである。もちろん、必要に応じて、より多くのプッシュアームフラックスコンセントレータ及び/又はプルアームフラックスコンセントレータの隙間に、磁気抵抗感知素子が配置されないように設定してもよい。
好ましくは、磁気抵抗感知素子が隙間に配置されないプッシュアームフラックスコンセントレータ及び/又はプルアームフラックスコンセントレータは、プッシュアーム基板20及びプルアーム基板21のそれぞれ外側及び中央に位置される。必要であれば、磁気抵抗感知素子は、これらのフラックスコンセントレータの隙間に配置することもできる。
ブリッジの各ブリッジアーム上のプッシュアームフラックスコンセントレータ又はプルアームフラックスコンセントレータの数、及び、同一のブリッジアーム上の磁気抵抗感知素子の列数は、次のような関係を有する。
NC≧NS+1
ここで、NCはプッシュアームフラックスコンセントレータ又はプルアームフラックスコンセントレータの数を示し、NSは磁気抵抗感知素子の列数を示す。この実施形態では、NCは7であり、NSは4である。
プッシュアームフラックスコンセントレータ23及びプルアームフラックスコンセントレータ41が並べて配置される場合、磁気抵抗感知素子22及び42も、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータ23の隙間、及び、二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータ41の隙間に、それぞれ並べて配置される。
同一基板上の磁気抵抗感知素子22のピンニング層の磁化方向は同一方向であり、かつ、磁気抵抗感知素子42のピンニング層の磁化方向も同一方向である。しかし、磁気抵抗感知素子22のピンニング層の磁化方向と磁気抵抗感知素子42のピンニング層の磁化方向とは逆方向であり、かつ、それぞれ符号100及び符号 101で示される。
磁気抵抗感知素子22,42は、GMR感知素子又はTMR感知素子とすることができ、それらの感知方向はX軸方向である。そして、磁気抵抗感知素子22,42は、同数であり、かつ、互いに平行である。
加えて、外部印加磁界が存在しない場合、磁気抵抗感知素子22,42は、オンチップ永久磁石、オンチップコイル、二重交換相互作用、形状異方性、又は、それらの任意の組み合わせを通じて、磁気自由層の磁化方向をバイアスすることができる。これにより、磁気自由層の磁化方向は、ピンニング層の磁化方向に対して垂直方向であり、オンチップ永久磁石及びオンチップコイルによって生成される交差バイアス磁界の方向は、Y軸方向である。そして、磁気抵抗感知素子22及び磁気抵抗感知素子42上の交差バイアス磁界の方向は、逆方向(すなわち、一方をY軸正方向、他方をY軸負方向)としてもよいし、同一方向(すなわち両方ともY軸正方向或いはY軸負方向)としてもよい。
プッシュアームフラックスコンセントレータ23とプルアームフラックスコンセントレータ41とは、同数であり、かつ、互いに平行である。それらの数は、それぞれ少なくとも2つあり、かつ、図3における各ブリッジアーム上の数は7つである。
それらの長軸方向はY軸方向であり、短軸方向はX軸方向である。それらは、細いバーの配列であるが、この形状に限定されるものではない。また、それらの構成材料は、Ni、Fe、Coのうち1又はいくつかの成分を含む軟質強磁性合金である。
プッシュアーム基板20及びプルアーム基板21は、また、それらの上にプリントされる集積回路を有することができ、又は、集積回路がプリントされた他の基板に接続される。好ましくは、プリント集積回路は、CMOS、BiCMOS、Bipolar、BCDMOS又はSOIとすることができる。
プッシュアーム基板20及びプルアーム基板21が、それらの上にプリントされる集積回路を有する場合、プッシュアーム及びプルアームは、対応する基板の集積回路の上に直接堆積される。
加えて、プッシュアーム基板20及びプルアーム基板は、オフセット回路、ゲイン回路、校正回路、温度補償回路及び論理回路のうち、任意の一つ又はいくつかの応用回路を備えることができるASIC基板とすることができる。ここで、論理回路は、デジタルスイッチ回路又は回転角算出回路とすることもできるが、上記回路に限定されるものではない。
本実施形態では、パッドワイヤボンディングが、入/出力接続のために採用されているが、フリップチップ、ボールグリッドアレイパッケージ、ウェハレベルパッケージ及びチップオンボードパッケージなどの半導体パッケージ方法を採用することもできる。
図4は、磁気抵抗感知素子22の周囲の磁界分布図である。この図では、外部印加磁界の方向が、符号102で示されている。この図から、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータ23の隙間の位置では、磁界の強度が高いことがわかる。磁気抵抗感知素子42の周囲の磁界の分布は、図3と同一であるので、ここで繰り返して説明しない。
図5は、磁気抵抗感知素子22,42の位置と対応するゲイン係数との関係曲線を示す図である。この図における曲線55によれば、磁気抵抗感知素子22,42の位置では、磁界のゲイン係数Asnsが1より大きいことと、これに応じて磁気抵抗感知素子22,42によって検出される磁界信号が増幅されるので、出力信号も増幅され、したがって、センサ感度が向上することがわかる。
図6は、本発明のフラックスコンセントレータを有するプッシュプルブリッジ磁気センサの応答と本発明のフラックスコンセントレータを有さないプッシュプルブリッジ磁気センサの応答曲線を示す図である。ここでは、磁気抵抗感知素子がTMR感知素子である場合の応答曲線を示している。曲線43はフラックスコンセントレータが存在しない場合に対応していて、曲線44はフラックスコンセントレータが存在する場合に対応している。この図の横軸は、外部印加磁界の大きさを表し、かつ、縦軸は電源電圧に対するセンサ出力電圧の比を表している。二つの曲線を比較することによって、フラックスコンセントレータを用いた後には、センサの直線性が優れ、感度が高く、かつ、曲線の原点に関して上下対称性が優れていること、すなわち、オフセットがより小さいことがわかる。加えて、本発明ではセンサとして二つの基板が用いられているので、単一の基板が用いられているセンサと比べて、面積が大きくなるので、ノイズが低減される。
上述の内容は、ブリッジをフルブリッジとする場合のものであるが、ハーフブリッジ及び準ブリッジの動作原理も、フルブリッジと同一であるので、ここで動作原理を繰り返して説明はしない。上記で得られる結論も、ハーフブリッジ構造及び準ブリッジ構造におけるプッシュプルブリッジ磁気センサに対して適用可能なものである。
上述の実施形態は、本発明のまさに好ましい実施形態であり、本発明を限定するために用いられるものでない。当業者にとって、本発明は、様々な改変及び変更を行うことができる。本発明の精神及び原則内でなされる如何なる修正、等価交換、改善なども、本発明の保護範囲に含まれるものとする。

Claims (14)

  1. プッシュプルブリッジ磁気センサであって、前記センサは、
    XY平面内のプッシュアーム基板及びプルアーム基板と、
    一以上の電気的に相互接続される磁気抵抗感知素子を有する少なくとも一つのプッシュアーム、及び、一以上の電気的に相互接続される磁気抵抗感知素子を有する少なくとも一つのプルアームと、
    少なくとも二つのプッシュアームフラックスコンセントレータ、及び、少なくとも二つのプルアームフラックスコンセントレータと、を備え、
    前記プッシュアームフラックスコンセントレータ、及び、前記プルアームフラックスコンセントレータの長軸方向はY軸方向に沿って配列され、かつ、その短軸方向はX軸方向に沿って配列され、
    前記プッシュアーム上の前記磁気抵抗感知素子は、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータの隙間に配置され、かつ、前記プルアーム上の前記磁気抵抗感知素子は、二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータの隙間に配置され、
    前記プッシュアーム及び前記プッシュアームフラックスコンセントレータは、前記プッシュアーム基板上に堆積され、かつ、前記プルアーム及び前記プルアームフラックスコンセントレータは、前記プルアーム基板上に堆積され、
    前記プッシュアームと前記プルアームとがブリッジを形成するために電気的に相互接続され、
    前記プッシュアーム基板上の前記磁気抵抗感知素子の磁気ピンニング層の磁化方向は同一方向であり、かつ、前記プルアーム基板上の前記磁気抵抗感知素子の磁気ピンニング層の磁化方向は同一方向であり、かつ、前記プッシュアーム基板上の前記磁気抵抗感知素子の前記磁気ピンニング層の前記磁化方向は前記プルアーム基板上の前記磁気抵抗感知素子の前記磁気ピンニング層の前記磁化方向と逆方向であり、
    前記プッシュアーム及び前記プルアーム上の前記磁気抵抗感知素子の感知方向は、前記X軸方向であることを特徴とするプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  2. 多くても一列の前記磁気抵抗感知素子が、二つの隣接するプッシュアームフラックスコンセントレータの隙間毎、及び、二つの隣接するプルアームフラックスコンセントレータの隙間毎に、それぞれ配置されることを特徴とする請求項1に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  3. 前記磁気抵抗感知素子は、GMR感知素子又はTMR感知素子であることを特徴とする請求項1に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  4. 前記プッシュアーム基板及び前記プルアーム基板に関して、一方の基板上の前記磁気抵抗感知素子の前記ピンニング層の前記磁化方向がX軸の正方向であり、かつ、他方の基板上の前記磁気抵抗感知素子の前記ピンニング層の前記磁化方向がX軸の負方向であることを特徴とする請求項1又は3に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  5. 外部印加磁界が存在しない場合、前記磁気抵抗感知素子は、オンチップ永久磁石、オンチップコイル、二重交換相互作用、形状異方性、又は、少なくともそれらの二つの組み合わせを通じて磁気自由層の磁化方向をバイアス可能であり、かつ、前記オンチップ永久磁石及び前記オンチップコイルによって生成される交差バイアス磁界の方向は、前記Y軸方向であることを特徴とする請求項4に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  6. 前記ブリッジは、ハーフブリッジ、フルブリッジ、又は、準ブリッジであることを特徴とする請求項1又は3に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  7. 前記プルアーム上の前記プッシュアームと前記プルアーム上の前記磁気抵抗感知素子とが、同数であり、かつ、互いに平行であることを特徴とする請求項1に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  8. 前記プッシュアームフラックスコンセントレータと前記プルアームフラックスコンセントレータとが、同数であり、かつ、互いに平行であることを特徴とする請求項1に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  9. 前記プッシュアームフラックスコンセントレータ及び前記プルアームフラックスコンセントレータは、細いバー配列であり、かつ、軟質強磁性合金材料、Ni、Fe、Coのうちから一以上の成分を含有する前記軟質強磁性合金材料からなることを特徴とする請求項1又は8に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  10. 前記プッシュアーム上及び前記プルアーム上の前記磁気抵抗感知素子の位置の磁界のゲイン係数Asnsは、1よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  11. 前記プッシュアーム基板及び前記プルアーム基板は、集積回路を備え、又は、集積回路を備える他の基板と接続されることを特徴とする請求項1に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  12. 前記集積回路は、CMOS、BiCMOS、Bipolar、BCDMOS又はSOIであり、前記プッシュアームは、前記プッシュアーム基板上の前記集積回路の上に直接堆積され、かつ、前記プルアームは、前記プルアーム基板上の前記集積回路の上に直接堆積されることを特徴とする請求項11に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  13. 前記基板は、オフセット回路、ゲイン回路、校正回路、温度補償回路、及び、論理回路のうち任意の1以上の応用回路を備えるASICチップであることを特徴とする請求項1に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
  14. 前記論理回路は、デジタルスイッチ回路又は回転角算出回路であることを特徴とする請求項13に記載のプッシュプルブリッジ磁気センサ。
JP2016543034A 2013-12-24 2014-12-24 高感度プッシュプルブリッジ磁気センサ Active JP6474822B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310718969.8 2013-12-24
CN201310718969.8A CN103630855B (zh) 2013-12-24 2013-12-24 一种高灵敏度推挽桥式磁传感器
PCT/CN2014/094796 WO2015096731A1 (zh) 2013-12-24 2014-12-24 一种高灵敏度推挽桥式磁传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017504018A true JP2017504018A (ja) 2017-02-02
JP6474822B2 JP6474822B2 (ja) 2019-02-27

Family

ID=50212107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016543034A Active JP6474822B2 (ja) 2013-12-24 2014-12-24 高感度プッシュプルブリッジ磁気センサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9885764B2 (ja)
EP (1) EP3088907B1 (ja)
JP (1) JP6474822B2 (ja)
CN (1) CN103630855B (ja)
WO (1) WO2015096731A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020517962A (ja) * 2017-04-26 2020-06-18 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Multidimension Technology Co., Ltd. 多層磁気変調構造を有する低ノイズ磁気抵抗センサ
JP2020520088A (ja) * 2017-05-04 2020-07-02 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Multidimension Technology Co., Ltd. 単一チップ高感度磁気抵抗リニア・センサ

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103412269B (zh) 2013-07-30 2016-01-20 江苏多维科技有限公司 单芯片推挽桥式磁场传感器
CN103630855B (zh) 2013-12-24 2016-04-13 江苏多维科技有限公司 一种高灵敏度推挽桥式磁传感器
CN103645449B (zh) * 2013-12-24 2015-11-25 江苏多维科技有限公司 一种用于高强度磁场的单芯片参考桥式磁传感器
CN104301851B (zh) 2014-07-14 2018-01-26 江苏多维科技有限公司 Tmr近场磁通信系统
CN104197827B (zh) * 2014-08-18 2017-05-10 江苏多维科技有限公司 一种双z轴磁电阻角度传感器
CN104280700B (zh) * 2014-09-28 2017-09-08 江苏多维科技有限公司 一种单芯片差分自由层推挽式磁场传感器电桥及制备方法
CN105093139B (zh) * 2015-06-09 2017-11-24 江苏多维科技有限公司 一种推挽式x轴磁电阻传感器
CN105259518A (zh) * 2015-11-03 2016-01-20 江苏多维科技有限公司 一种高灵敏度单芯片推挽式tmr磁场传感器
CN107479010B (zh) * 2016-06-07 2019-06-04 江苏多维科技有限公司 一种具有补偿线圈的磁电阻传感器
CN108072850B (zh) 2016-11-09 2020-06-12 爱盛科技股份有限公司 磁场感测装置
CN107015171B (zh) 2017-03-24 2023-10-24 江苏多维科技有限公司 一种具有磁滞线圈的磁传感器封装结构
CN107037382B (zh) * 2017-04-05 2023-05-30 江苏多维科技有限公司 一种预调制磁电阻传感器
CN111758040B (zh) * 2017-12-26 2023-04-28 罗伯特·博世有限公司 具有分布的通量引导件的z轴线磁性传感器
US11493567B2 (en) 2021-03-31 2022-11-08 Tdk Corporation Magnetic sensor device and magnetic sensor system
CN116243222B (zh) * 2023-03-16 2023-09-29 珠海多创科技有限公司 一种磁电阻器件及其制造方法、磁传感装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565727A (zh) * 2012-02-20 2012-07-11 江苏多维科技有限公司 用于测量磁场的磁电阻传感器
CN103267955A (zh) * 2013-05-28 2013-08-28 江苏多维科技有限公司 单芯片桥式磁场传感器
CN103412269A (zh) * 2013-07-30 2013-11-27 江苏多维科技有限公司 单芯片推挽桥式磁场传感器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7054114B2 (en) * 2002-11-15 2006-05-30 Nve Corporation Two-axis magnetic field sensor
JP2008224276A (ja) * 2007-03-09 2008-09-25 Tokai Rika Co Ltd 薄膜磁気センサ及びその製造方法
US7772835B2 (en) * 2008-06-16 2010-08-10 Honeywell International Inc. AMR array magnetic design for improved sensor flexibility and improved air gap performance
US7915890B2 (en) * 2008-06-23 2011-03-29 Seagate Technology Llc High sensitivity magnetic sensor
US8395381B2 (en) 2010-07-09 2013-03-12 Invensense, Inc. Micromachined magnetic field sensors
CN202433514U (zh) * 2011-01-17 2012-09-12 江苏多维科技有限公司 独立封装的桥式磁场传感器
CN202119391U (zh) * 2011-03-03 2012-01-18 江苏多维科技有限公司 一种独立封装的磁电阻角度传感器
CN102298124B (zh) * 2011-03-03 2013-10-02 江苏多维科技有限公司 一种独立封装的桥式磁场角度传感器
CN202230192U (zh) 2011-03-03 2012-05-23 江苏多维科技有限公司 推挽桥式磁电阻传感器
JP2012184995A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Tokai Rika Co Ltd 磁気検出装置
CN102226836A (zh) * 2011-04-06 2011-10-26 江苏多维科技有限公司 单一芯片桥式磁场传感器及其制备方法
CN202210144U (zh) * 2011-04-21 2012-05-02 江苏多维科技有限公司 单片参考全桥磁场传感器
JP2013044641A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Murata Mfg Co Ltd 磁気センサ
CN103630855B (zh) 2013-12-24 2016-04-13 江苏多维科技有限公司 一种高灵敏度推挽桥式磁传感器
CN203658562U (zh) * 2013-12-24 2014-06-18 江苏多维科技有限公司 一种高灵敏度推挽桥式磁传感器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565727A (zh) * 2012-02-20 2012-07-11 江苏多维科技有限公司 用于测量磁场的磁电阻传感器
WO2013123873A1 (zh) * 2012-02-20 2013-08-29 江苏多维科技有限公司 用于测量磁场的磁电阻传感器
CN103267955A (zh) * 2013-05-28 2013-08-28 江苏多维科技有限公司 单芯片桥式磁场传感器
CN103412269A (zh) * 2013-07-30 2013-11-27 江苏多维科技有限公司 单芯片推挽桥式磁场传感器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020517962A (ja) * 2017-04-26 2020-06-18 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Multidimension Technology Co., Ltd. 多層磁気変調構造を有する低ノイズ磁気抵抗センサ
JP7099731B2 (ja) 2017-04-26 2022-07-12 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司 多層磁気変調構造を有する低ノイズ磁気抵抗センサ
JP2020520088A (ja) * 2017-05-04 2020-07-02 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Multidimension Technology Co., Ltd. 単一チップ高感度磁気抵抗リニア・センサ
JP7217975B2 (ja) 2017-05-04 2023-02-06 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司 単一チップ高感度磁気抵抗リニア・センサ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015096731A1 (zh) 2015-07-02
EP3088907A4 (en) 2017-08-23
EP3088907A1 (en) 2016-11-02
CN103630855A (zh) 2014-03-12
EP3088907B1 (en) 2020-11-18
JP6474822B2 (ja) 2019-02-27
US20160327617A1 (en) 2016-11-10
US9885764B2 (en) 2018-02-06
CN103630855B (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6474822B2 (ja) 高感度プッシュプルブリッジ磁気センサ
JP6461946B2 (ja) 高強度磁界用のプッシュプルブリッジ型磁気センサ
JP6426178B2 (ja) シングルチップ・プッシュプルブリッジ型磁界センサ
JP6420665B2 (ja) 磁場を測定する磁気抵抗センサ
JP6525335B2 (ja) シングルチップ・ブリッジ型磁場センサ
JP6403326B2 (ja) 電流センサ
JP6509231B2 (ja) 強磁場用のシングルチップ基準ブリッジ磁気センサ
JP6076346B2 (ja) Mtj三軸磁場センサおよびそのパッケージ方法
JP6247631B2 (ja) 単一チップ参照フルブリッジ磁場センサ
JP2017502298A5 (ja)
JP2014512003A (ja) シングルチッププッシュプルブリッジ型磁界センサ
US20150145504A1 (en) Magnetoresistive Gear Tooth Sensor
EP2696211A1 (en) Single chip bridge magnetic field sensor and preparation method thereof
JP2015511705A (ja) 磁気抵抗磁場勾配センサ
CN203587785U (zh) 单芯片推挽桥式磁场传感器
WO2012097673A1 (zh) 独立封装的桥式磁场传感器
JP2017517014A (ja) 磁気抵抗z軸勾配検出チップ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171004

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180807

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6474822

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250