JP6017461B2 - 単一パッケージ磁気抵抗角度センサ - Google Patents
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- 1対のMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップを備える単一パッケージ磁気抵抗角度センサであって、
前記対におけるMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの一方は、他方に対して180°回転されており、前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップは半導体パッケージリードフレームに接着されて、1軸プッシュプルフルブリッジ型角度センサとして構成されており、
前記各MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップは、1対の磁気抵抗素子として構成されており、前記対における各磁気抵抗素子は、1つ以上のGMRまたはMTJ磁気抵抗センサ素子の一群を備え、
前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサ素子は、自由磁気層とピンド磁気層とからなるスピンバルブとして構成されており、前記ピンド磁気層の方向は、前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサ素子の磁化容易軸に対して回転自由で、前記自由磁気層固有の飽和磁界は、前記ピンド磁気層のピニング磁界の少なくとも10倍未満であり、
前記自由磁気層は、前記自由磁気層の磁化が印加磁界の方向に応じて回転するように、前記ピンド磁気層の磁化の方向に垂直な方向に磁気バイアスを有しておらず、
前記各GMRまたはMTJ磁気抵抗センサ素子に固有の飽和磁界から前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップの伝達曲線のオフセット磁界を引いた量は、磁気抵抗角度センサが測定しようとする磁界よりも小さく、
前記各GMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップのボンドパッドは、前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサ素子の各群の各辺に2つ以上のワイヤーボンドが取り付けられるように設計されており、
対応するボンドワイヤーを交差させることなく、前記1軸プッシュプルフルブリッジ型角度センサを形成するために前記2つの同一のGMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップをワイヤーボンディングできるように、前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップの一方側のボンドパッドの位置を磁気抵抗素子に対して入れ替えることができるようにするために、前記各GMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップは、表面導体および裏面導体にクロスオーバーを有しており、
反対方向に配向された前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップは、お互い同様のRH値およびRL値を有しており、
前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの入力および出力接続口が前記半導体パッケージリードフレームにワイヤーボンドされていることを特徴とする、単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。 - 2対のMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップを備える単一パッケージ磁気抵抗角度センサであって、
各対におけるMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの一方は、当該対の他方のチップに対して180°回転されており、前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップは半導体パッケージリードフレームに接着されて、1軸プッシュプルフルブリッジ型角度センサを形成しており、
前記1軸プッシュプルフルブリッジ型角度センサを含む各対のMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップは、前記1軸プッシュプルフルブリッジ型角度センサが、2つの直交する磁界成分を検出できるように、他方の対に対して90度回転されており、
前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの各対は、1対の磁気抵抗素子として構成されており、前記対における各磁気抵抗素子は、1つ以上のGMRまたはMTJ磁気抵抗センサ素子の一群を備え、
前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサ素子は、自由磁気層とピンド磁気層とからなるスピンバルブとして構成されており、前記ピンド磁気層の方向は、前記センサ素子の磁化容易軸に対して回転自由で、前記自由磁気層固有の飽和磁界は、前記ピンド磁気層のピニング磁界の少なくとも10倍未満であり、
前記自由磁気層は、前記自由磁気層の磁化が印加磁界の方向に応じて回転するように、前記ピンド磁気層の磁化の方向に垂直な方向に磁気バイアスを有しておらず、
前記各MTJまたはGMR磁気抵抗センサ素子に固有の飽和磁界から前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの伝達曲線のオフセット磁界を引いた量は、前記センサブリッジが測定しようとする磁界よりも小さく、
前記各MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップのボンドパッドは、前記磁気抵抗素子の各群の各辺に2つ以上のワイヤーボンドが取り付けられ得るように設計されており、
対応するボンドワイヤーを交差させることなく、前記1軸プッシュプルフルブリッジ型角度センサを形成する前記2つの同一のMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップをワイヤーボンディングできるように、前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの一方側のボンドパッドの位置を磁気抵抗素子に対して入れ替えることができるようにするために、前記各MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップは、表面導体および裏面導体にクロスオーバーを有しており、
反対方向に配向された前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップは、お互い同様のRH値およびRL値を有しており、
前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの入力および出力接続口が前記半導体パッケージリードフレームにワイヤーボンドされていることを特徴とする、単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。 - 前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップは、それらの伝達曲線特性がより良好にマッチするように、組み立ての前に検査および分類される、請求項1または2に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- 前記半導体パッケージリードフレームと前記GMRまたはMTJ磁気抵抗センサチップはプラスチックに封入され、標準的な半導体パッケージを形成している、請求項1または2に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- 永久磁石によって得られるバイアス磁界を含む、請求項1または2に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- それぞれの前記1軸プッシュプルフルブリッジ型角度センサが共通の幾何学的中心を共有するように、前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップが特定用途集積回路(ASIC)チップの周囲の周りに配置されており、この構成では前記各MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの角のみが接触していて、隣接するMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップは互いに直交している、請求項2に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- 前記特定用途集積回路(ASIC)は、静電気放電保護回路(ESD)を含む、請求項6に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- 前記特定用途集積回路(ASIC)は、静電気放電保護回路(ESD)と、磁界の角度を算出し、算出した角度の出力をデジタル形式で提供するための回路とを含む、請求項6に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- 前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップが特定用途集積回路(ASIC)チップの上に配置されており、この構成では、各軸が互いに90°の回転を維持しているが、各MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの短辺が隣接するMTJまたはGMR磁気抵抗センサチップの長辺に接触するように前記MTJまたはGMR磁気抵抗センサチップが構成され得る、請求項2に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- 前記特定用途集積回路(ASIC)は、静電気放電保護回路(ESD)を含む、請求項9に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
- 前記特定用途集積回路(ASIC)は、静電気放電保護回路(ESD)と、磁界の角度を算出し、算出したものをデジタル形式で提供するための回路とを含む、請求項9に記載の単一パッケージ磁気抵抗角度センサ。
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