JP6312686B2 - モノリシック3軸磁場センサ - Google Patents

モノリシック3軸磁場センサ Download PDF

Info

Publication number
JP6312686B2
JP6312686B2 JP2015536883A JP2015536883A JP6312686B2 JP 6312686 B2 JP6312686 B2 JP 6312686B2 JP 2015536883 A JP2015536883 A JP 2015536883A JP 2015536883 A JP2015536883 A JP 2015536883A JP 6312686 B2 JP6312686 B2 JP 6312686B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheatstone bridge
bridge circuit
bumps
inclined surface
axis
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.)
Active
Application number
JP2015536883A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015532429A (ja
Inventor
ツァイ,ヨンヤォー
ジャン,ラーユェ
ザブラッキー,ポール
ツァオ,ヤン
グー,ソウ
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.)
Memsic Inc
Original Assignee
Memsic Inc
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 Memsic Inc filed Critical Memsic Inc
Publication of JP2015532429A publication Critical patent/JP2015532429A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6312686B2 publication Critical patent/JP6312686B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01R33/0206Three-component magnetometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0005Geometrical arrangement of magnetic sensor elements; Apparatus combining different magnetic sensor types
    • 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)

Description

発明の詳細な説明
〔技術分野〕
3軸磁気センサ等の多軸磁気センサまたは磁力計は、最近の電子コンパス用途に特に望ましいものである。しかしながら、AMR(異方性MR)センサ、GMR(巨大MR)センサおよびTGMR(トンネルGMR)センサ等の公知の磁気抵抗(MR)センサは、装置の面に平行な磁束のみを検出することが可能であり、装置の面に対して垂直な磁束を検出することができない。一方、ホール効果センサは、装置の面に対して垂直な(つまり、Z軸に沿った)磁束を検知することができるが、装置の面に平行な(つまり、XY面における)磁束を検知することができない。したがって、単一の装置で3軸全てを測定するためには、これらのセンサの複雑な幾何学的配置が必要となる。
磁場センサの最も一般的な種類の1つは、公知の磁気抵抗(MR)センサである。当該磁気抵抗センサにおいては、通常、センサの抵抗率は、磁気抵抗として同一面内に方向付けられた局所的な磁場に応じて変化する。1つの軸に沿った磁場の検知に、方向(またはベクトル)情報が含まれるように、「バーバーポール(barber pole)」構造が追加される。磁気抵抗センサは、2つのセンサと、追加された1つのセンサとを用いて、電子コンパス用途に上手く利用されている。当該2つのセンサは、自身が設置されている面と同じ面(XY)における磁場を検出するためのものであり、当該追加された1つのセンサは、システムの面に直交(Z)する磁場の成分を検知するために、ゲージ受感部が適切に配列されるように特定の方法で設置されている。
3軸感度を有する磁気センサを製造するための公知の方法が多く存在する。1つの方法は、X軸センサおよびY軸センサと同じ技術のZ軸センサを、二軸XYセンサに対して直交する配置で被包するものである。例えば、モジュールとしてPCBに半田付けされる前に、3つのセンサが別々に被包される。この場合、直交(Z)軸センサが、例えば米国特許第7,271,586号に開示されているように面に沿ってではなく、PCBに直交する軸に沿って直接的に設置される。しかし、このような特定の直交軸センサの設置は、技術的に困難なものになり得、製造コストを大きく増加させ得ると共に、最終製品の厚みを増加させることになり得る。
その他の方法は、共通する金型に設置される2種類のセンサ技術を使用するものであり、一方のセンサは垂直磁束信号を検知するように構成され、他方のセンサは水平磁束信号を検知するように構成されている。
多軸感度は、傾斜面に複数のセンサを構築することによって実現することも可能である。例えば、米国特許第7,126,330号は、同一平面上の直交するX軸およびY軸を検出するために2つの磁場検知装置が第1面上に設置され、Z軸における磁場を検出するために3つ目の磁場検知装置が当該第1面に形成された溝に設置されている装置を開示している。しかし、この米国特許第7,126,330号は、溝の傾斜壁が同一の傾斜角を有するように形成され得る精度によって限定される。
公知の方法各々に関連する欠点がある。例えば、検知方向が装置(XY)の面に垂直であるZ軸磁場センサと、X軸磁場センサまたはY軸磁場センサとを組み合わせる場合、角度を大きく変化させることなくZ軸磁場センサを垂直に設置するために1つ以上の被包工程を追加する必要がある。この追加された被包工程は、製品製造工程全体のコストを大きく増加させる。さらに、Z軸磁場センサが完全に垂直ではない場合、XY面からクロストーク信号が送られることから、配置角度が変化すると信号処理が複雑化する。
したがって、簡潔な製造工程を利用して大量に製造することが可能な、薄型で安価でありながら、高性能な3軸磁場センサが必要とされる。
〔発明の概要〕
3軸磁気センサまたは磁力計が提供される。バーバーポールAMR構造を用いた2つの磁気検知ホイートストンブリッジが、シリコン基板またはその他の基板あるいはウエハ上に形成されたバンプ構造の両側(つまり、基板の平面に対して所定の角度を有する面)に形成されている。一実施形態においては、当該バンプ構造は、公知のフォトリソグラフィ技術を用いてシリコン基板上に形成されたSiOである。あるいは、当該バンプ構造は、Al、Si、ポリイミド、ハードベークフォトレジスト、または磁気センサをその上に製造可能な他の素材であってもよい。バンプ構造の傾斜角は変更することが可能であり、フォトリソグラフィ工程のみによって制限される。
本発明の一実施形態においては、ブリッジアセンブリがY軸に沿って方向付けられ、ブリッジ信号の処理によってYチャンネル信号およびZチャンネル信号の生成が可能となるように当該ブリッジが互いに連結されている。Xチャンネル信号は、基板またはウエハの水準面に設置されたX軸センサによって供給することができる。
本発明のその他の態様においては、ブリッジアセンブリは、Xチャンネル信号およびZチャンネル信号を生成するためにX軸に沿って方向付けられていてもよい。この場合、Yチャンネル信号は、基板またはウエハの水準面上のY軸センサによって供給することができる。
〔図面のいくつかの図の簡単な説明〕
本発明の少なくとも1つの実施形態の種々の態様が、添付図面を参照して以下に説明される。図面の単純化および明瞭化のため、図面に示された各部材は、正確に描画または一定の縮尺で描画されているとは限らないことが理解されたい。例えば、いくつかの部材の寸法が、明瞭化のために他の部材に比べて誇張され得、あるいは複数の物理的部材が1つの機能ブロックまたは部材に含まれ得る。さらに、適切であると考えられる限りにおいて、対応する部材または類似の部材を示すために、参照符号を図面間で繰り返し使用し得る。明瞭化のため、全ての図面において全ての部材が標示されているとは限らない。各図は、例示および説明のために提供されたものであり、本発明の限定的な定義として意図されたものではない。
図1Aおよび図1Bは、本発明の一実施形態の概念図を示す模式図である。
図2Aおよび図2Bは、本発明の一実施形態の回路模式図である。
図3Aおよび図3Bは、本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。
図4は、本発明の一実施形態に係るバンプ構造に設けられたバーバーポールAMR素子の模式図である。
図5Aおよび図5Bは、本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
図6は、本発明の一実施形態の物理的配置を示す模式図である。
図7は、本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
図8は、本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。
図9は、図8に示す本発明の一実施形態に係る回路模式図である。
〔発明の詳細な説明〕
以下の詳細な説明において、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすために、多数の具体的な項目が示されている。これらの具体的な項目のいくつかが示されていなくても、本発明の実施形態が実施可能であることは当業者によって理解される。その他の場合においては、本発明の実施形態を分かり難くしないように、公知の方法、手順、構成部材および構造については、詳細に説明されていない場合がある。
本発明の少なくとも1つの実施形態の詳細な説明を行う前に、以下に説明されているまたは図面に示されている各部材の構造および配置の細目への適用に本発明が限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態でも実施可能でもあるし、種々の方法で実施または実行が可能でもある。また、本明細書において採用される用語および専門用語は説明のためのものであり、限定するためのものではないことを理解されたい。
明瞭化のために別々の実施形態の文中において説明されている本発明の特定の構成は、単一の実施形態において組み合わせて設けられていてもよいことを理解されたい。逆に、簡略化のために単一の実施形態の文中において説明されている本発明の種々の構成は、別々にあるいは任意の適切なサブコンビネーションで設けられていてもよい。
概要として図1Aを参照すると、一般的に3軸磁力計100は、シリコン基板等の平面基板104を含んでいる。バンプ108は、例えばフォトリソグラフィ等の任意の公知ウエハ処理を実施することによって表面104上に形成されている。ウエハ処理では、まず基板104がSiOで覆われた後、SiOで覆われた基板104上にフォトレジストがスピン塗布され、パターン化される。熱リフロー工程を経て、フォトレジストの側壁が丸くなる。次のドライエッチング工程では、SiOと共にフォトレジスが同時に取り除かれる。その結果、パターンおよび側壁の形状がSiOに転写される。バンプ構造108はSiOから作られていてもよいし、他の素材(Al、Si、ポリイミド、ハードベークフォトレジストまたはシリコン等)から作られていてもよい。フォトリソグラフィ工程にとって過度に急傾斜でなければ、傾斜角を変えてもよい。
バンプ108は、上方傾斜面112と、下方傾斜面116とを含んでいる。「上方」および「下方」という用語を使用したのは、2つの表面112,116を標示して、本発明の説明を補足するための説明的な目的にすぎない。第1ホイートストンブリッジWByは上方面112上に設置され、第2ホイートストンブリッジWBzは下方面116上に設置されている。第3ホイートストンブリッジWBxは平面基板104上に設置されている。これらの各ブリッジは、本技術において公知であるように、バーバーポール(BBP)抵抗器を備えている。
慣習として、図に示すように、WBxはX軸に沿った磁場を検出するように方向付けられている。Z軸は、図1Aの側面図である図1Bに示すように、平面104に対して垂直な軸として定義される。一方、Y軸は、X軸と同一平面上にあるが、X軸に対して垂直である。したがって、図1Bから分かるように、傾斜面112,116の2つのブリッジWBy,WBzは、Y軸およびZ軸各々からの成分を有する磁場を検出する。傾斜角が同じであるため、2つのブリッジWBy,WBzからの信号は、以下により詳細に説明するように、Y軸およびZ軸のそれぞれにおける値を得るように処理することができる。2つのブリッジWBy,WBzの配置は、本明細書においてY/Z検出器と称し得る。
ここで、図2Aを参照すると、ブリッジWByは、公知のホイートストンブリッジ構造に配置された4つのBBP抵抗器R1〜R4を備えている。Y+,Y−の2つの信号は、抵抗器R1〜R4と同一平面上であり、かつ、当該抵抗器R1〜R4に対して垂直である軸に沿った磁場の強度を決定するために用いられるタップを表している。ブリッジWByが上方面112上にて角度を有しているため、当該ブリッジWByによって測定される磁場はY軸およびZ軸の成分を有することになる。同様に、ブリッジWBzも公知のホイートストンブリッジ構造に配置された4つのBBP抵抗器R5〜R8を備えている。Z+,Z−の2つの信号は、抵抗器R5〜R8と同一平面上であり、かつ、当該抵抗器R5〜R8に対して垂直である軸に沿った磁場の強度を決定するために用いられるタップを表している。ブリッジWBzにおけるタップは、ブリッジWByのY軸成分と反対のY軸成分を示すように配置されているが、ブリッジWBzが下方面116上にて角度を有しているため、当該ブリッジWBzによって測定される磁場もY軸およびZ軸の成分を有することになる。
図2Aにおいては、X軸およびY軸は図面平面内にあるが、Z軸はX軸およびY軸の交わりの点で表されているように、図面平面から上方に向かって出ている。
動作にあたっては、WByによって検出された磁場を示すものとして、Y+およびY−間の差であるΔVyを決定するために第1差動増幅器204が使用され、第2差動増幅器208はWBzによって検出された磁場を示すものとして、Z+およびZ−間の差であるΔVzを決定する。Z軸に沿った磁場Vzを決定するために、各信号ΔVz,ΔVyにおける反対のY軸成分を「相殺」するために、第1加算器212の動作によってΔVzとΔVyとが合計される。Y軸に沿った磁場Vyは、Z軸成分を「相殺する」ために、減算器216を用いて、ΔVyからΔVzを引くことによって決定される。
図2Aに示すように、ブリッジWBxは、公知の原理に従って動作し、第3差動増幅器220は、X+およびX−間の差を測ることでVxを決定する。
本発明の実施形態においては、複数のバンプB1〜B8が、図3Aおよび図3Bに示すように設置されている。各バンプB1〜B8は、上述したように、上方面112と下方面116とを備えている。このことは図3Bにおける3A−3A方向において示されている。以下に説明するように、Y軸およびZ軸に沿った磁場を検出するために、バンプB1〜B8にわたってブリッジWBy,WBzが配置されている。
上述したように、ブリッジWBy,WBzにおける抵抗器R1〜R8各々はBBP構造404を備えている。図4に示すように、AMR材料帯408と複数の導電性ストラップ412とを備えているこれらのBBP構造404は、上方面112および下方面116に配置されている。AMR型センサユニットの好適な説明は、上述した米国特許第7,126,330号でなされている。本明細書が従う慣例として、上方面112上のBBP構造404は、順方向BBPと称される。つまり、複数の導電性ストラップは、////////方向にある。一方、下方面116上のBBP構造404は、複数の導電性ストラップが\\\\\\\\方向にあるため、逆方向BBPと称される。各方向は、矢印Hによって表される磁場Hに対する方向である。
8個のバンプB1〜B8があるため、2つのブリッジWBy,WBzの8つの抵抗器R1〜R8各々は、図5Aおよび図5Bに模式的に示されるように、AおよびBの抵抗素子に分けられる。
以上のように、ブリッジWByの抵抗器R1〜R4は、バンプB1〜B8の上方面112に配置され、抵抗器R1−A,R1−B,R3−A,R3−Bは順方向BBPであり、抵抗器R2−A,R2−B,R4−A,R4−Bは逆方向BBPである。ブリッジWBzの抵抗器R5〜R8は、バンプB1〜B8の下方面116に配置され、抵抗器R5−A,R5−B,R7−A,R7−Bは逆方向BBPであり、抵抗器R6−A,R6−B,R8−A,R8−Bは順方向BBPである。
図6を参照すると、抵抗素子R1−A,R1−B,…R8−A,R8−BがバンプB1〜B8にわたって配置されている。有利なことに、複数のバンプの傾斜面の角度におけるいかなる工程偏差または僅かな差異は、2つのブリッジWBy,WBzの抵抗素子を組み合わせることによって平均化される。
2つのブリッジWBy,WBzおよびそれぞれのバンプB1〜B8の電気的な模式図が図7に示されている。本図に示すように、2つのブリッジは、同一バンプの対向面に対応する抵抗器を配置することによって、互いに組み合わさっている。例えば、バンプB3は、上方面112上に順方向抵抗素子R1−Aを含み、当該バンプB3の下方面116上に逆方向抵抗素子R5−Aを含んでいる。
上述の実施形態においては、統合装置を用いて全3軸における磁場の測定値を得るために、X軸検出器と共にY/Z検出器が使用されている。他の実施形態においては、X軸検出器が、Y/Z検出器を構成している複数のバンプに直交するように方向付けられている2組目のバンプ上の追加された2つのホイートストンブリッジに代わっている。
したがって、図8に示すように、Y/Z検出器と同じ構成を有しているX/Z検出器が、Y/Z検出器に直交して基板に配置されている。本図に示すように、X/Z検出器は、対応する上方面および下方面と複数のBBP抵抗素子とを有するバンプB9〜B16を含んでおり、既述したY/Z検出器と同様に構成されている。したがって、バンプB1〜B8の上方/下方面のバンプ軸BayはY軸に一致し、バンプB9〜B16のバンプ軸BAxはX軸に一致する。2つのホイートストンブリッジWBx,WBz1が、基板上に設置され、X軸およびY軸における磁場をそれぞれ検知する。
動作にあたっては、図9の模式図を参照すると、Y軸に沿った磁場の測定値が上述したように得られる。同様に、減算器906の動作によって、ΔVz1とΔVxとの差を測ることによって、X軸に沿った測定値が得られる。
有利なことに、Y軸における対抗測定値(opposing measurement)と同様に、X軸における対抗測定値が互いに相殺され、その結果、Z軸における磁場による測定値のみが残るように、加算器212,908,910によって、ΔVz0、ΔVy、ΔVz1およびΔVxを合計することでY軸に沿った磁場のより正確な測定値が得られる。
BBP構造404は、公知のフォトリソグラフィ蒸着工程によって、上方傾斜面112および下方傾斜面116上に配置されてもよい。したがって、バンプの傾斜角は、蒸着処理に影響し、その結果、AMR帯および導電性ストラップは、傾斜の下部における蒸着に関連して、傾斜の上部においてわずかに厚みが増すことになる。蒸着工程は、傾斜の全ての部分が一定の厚みを有するようにブリッジを蒸着するように構成することも可能であることは明白であるが、この厚みにおける僅かな差が機能的な利点をもたらすことが確認された。
バンプの数は、8よりも大きい数を選択してもよく、当業者であれば複数のバンプにわたってどのようにブリッジ抵抗素子を配置すべきか理解するであろう。
さらに、複数のバンプは、上方面112および下方面116の間に平面(つまり台形状断面)を有するように示されているが、当該バンプは、その断面がより三角形状になっていてもよく、最上部に平面部を有しておらず最上部が先端になっていてもよい。つまり、「バンプ」は、一組の隣接した左右対称の傾斜面を提供する構造である。
さらに、差動増幅器、加算器および減算器は、基板に組み込まれていてもよいし、基板と一体化していてもよいし、基板から「離して」設置してもよい。加えて、差動増幅器、加算器および減算器の機能は、例えば、デジタル、アナログまたは複合的な導入によってASIC内に導入されていてもよく、そのような導入は本開示の範囲に含まれると考えられる。
本発明の少なくとも1つの実施形態におけるいくつかの構成を以上のように説明したことにより、種々の変更、修正および改良は、当業者であれば容易に思い付くことを理解されたい。そのような変更、修正および改良は、本開示の一部であり、本発明の範囲に含まれることを意図している。したがって、上述の説明および図面は、単に例示の目的でなされたものであり、本発明の範囲は、添付の請求項の適切な解釈、およびその均等物により決定されるべきである。
本発明の一実施形態の概念図を示す模式図である。 本発明の一実施形態の概念図を示す模式図である。 本発明の一実施形態の回路模式図である。 本発明の一実施形態の回路模式図である。 本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。 本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るバンプ構造に設けられたバーバーポールAMR素子の模式図である。 本発明の一実施形態に係る回路模式図である。 本発明の一実施形態に係る回路模式図である。 本発明の一実施形態の物理的配置を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る回路模式図である。 本発明の一実施形態の配置を示す模式図である。 図8に示す本発明の一実施形態に係る回路模式図である。

Claims (15)

  1. 第1面を有する基板と、
    上記基板の上記第1面上に配置され、上記基板の上記第1面に対する第1傾斜面および第2傾斜面をそれぞれが備えている複数の第1バンプと、
    上記複数の第1バンプの上記第1傾斜面にわたって配置された第1ホイートストンブリッジ回路と、
    上記複数の第1バンプの上記第2傾斜面にわたって配置された第2ホイートストンブリッジ回路とを備え、
    上記複数の第1バンプにおけるバンプは、同じ第1軸と位置合わせされており、
    上記複数の第1バンプにおける各バンプは、対応する上記第1傾斜面上の上記第1ホイートストンブリッジ回路からの第1素子と、対応する上記第2傾斜面上の上記第2ホイートストンブリッジ回路からの第1素子とを備え、上記第1ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置が、上記第2ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置に対応することを特徴とする磁力計。
  2. 上記基板の上記第1面上に配置され、上記基板の上記第1面に対する第1傾斜面および第2傾斜面をそれぞれが備えている複数の第2バンプと、
    上記複数の第2バンプの上記第1傾斜面にわたって配置された第3ホイートストンブリッジ回路と、
    上記複数の第2バンプの上記第2傾斜面にわたって配置された第4ホイートストンブリッジ回路とをさらに備え、
    上記複数の第2バンプにおけるバンプは、同じ第2軸と位置合わせされており、
    上記第2軸は、上記第1軸に直交することを特徴とする請求項1に記載の磁力計。
  3. 上記第1ホイートストンブリッジ回路および上記第2ホイートストンブリッジ回路は、それぞれ複数の異方性磁気抵抗(AMR)素子を備えていることを特徴とする請求項1に記載の磁力計。
  4. 上記第3ホイートストンブリッジ回路および上記第4ホイートストンブリッジ回路は、それぞれ複数の異方性磁気抵抗(AMR)素子を備えていることを特徴とする請求項2に記載の磁力計。
  5. 上記複数の第2バンプにおける各バンプは、対応する上記第1傾斜面上の上記第3ホイートストンブリッジ回路からのAMR素子と、対応する上記第2傾斜面上の上記第4ホイートストンブリッジ回路からのAMR素子とを備えていることを特徴とする請求項4に記載の磁力計。
  6. 上記複数の第1バンプの上記第1傾斜面および上記第2傾斜面は、上記基板の上記第1面に対して同じ第1角度にあることを特徴とする請求項1に記載の磁力計。
  7. 上記複数の第2バンプの上記第1傾斜面および上記第2傾斜面は、上記基板の上記第1面に対して同じ第2角度にあることを特徴とする請求項2に記載の磁力計。
  8. 各バンプは、台形状断面を有していることを特徴とする請求項1に記載の磁力計。
  9. 各バンプは、三角形状断面を備えていることを特徴とする請求項1に記載の磁力計。
  10. 上記複数の第1バンプの上記第1傾斜面および上記第2傾斜面は、上記基板の上記第1面に対して同じ第1角度にあり、
    上記複数の第2バンプの上記第1傾斜面および上記第2傾斜面は、上記基板の上記第1面に対して同じ第2角度にあり、
    上記第1角度および上記第2角度は、同じであることを特徴とする請求項に記載の磁力計。
  11. 上記第1軸に直交する軸に沿って方向付けられた上記基板の上記第1面上に配置された平らなホイートストンブリッジ回路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の磁力計。
  12. 第1面を有する基板と、
    上記基板上に配置され、上記第1面に対して第1角度にそれぞれが配置された複数の第1異方性磁気抵抗(AMR)素子を備えた第1ホイートストンブリッジ回路と、
    上記基板上に配置され、上記第1面に対して第2角度にそれぞれが配置された複数の第2AMR素子を備えた第2ホイートストンブリッジ回路と、
    上記基板の上記第1面上に配置された第3ホイートストンブリッジ回路とを備え、
    上記第1角度および上記第2角度は、互いに等しく、かつ、対称的であり、
    上記基板の上記第1面上に配置され、上記基板の上記第1面に対して上記第1角度および上記第2角度にそれぞれ配置された第1傾斜面および第2傾斜面をそれぞれが備えている複数の第1バンプをさらに備え、
    上記第1ホイートストンブリッジ回路の上記AMR素子は、上記複数の第1バンプの上記第1傾斜面にわたって配置され、
    上記第2ホイートストンブリッジ回路の上記AMR素子は、上記複数の第1バンプの上記第2傾斜面にわたって配置され、
    上記複数の第1バンプにおけるバンプは、同じ第1軸に位置合わせされており、
    上記第3ホイートストンブリッジは、上記第1軸に直交する第2軸に位置合わせされており、
    上記複数の第1バンプにおける各バンプは、対応する上記第1傾斜面上の上記第1ホイートストンブリッジ回路からの第1素子と、対応する上記第2傾斜面上の上記第2ホイートストンブリッジ回路からの第1素子とを備え、上記第1ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置が、上記第2ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置に対応し、
    上記第3ホイートストンブリッジは、上記第1軸に直交する第2軸に一致することを特徴とする3軸磁力計。
  13. 第1面を有する基板と、
    上記基板上に配置され、上記第1面に対して第1角度にそれぞれが配置された複数の第1異方性磁気抵抗(AMR)素子を備えた第1ホイートストンブリッジ回路と、
    上記基板上に配置され、上記第1面に対して第2角度にそれぞれが配置された複数の第2AMR素子を備えた第2ホイートストンブリッジ回路と、
    上記基板上に配置され、上記第1面に対して第3角度にそれぞれが配置された複数の第3AMR素子を備えた第3ホイートストンブリッジ回路と、
    上記基板上に配置され、上記第1面に対して第4角度にそれぞれが配置された複数の第4AMR素子を備えた第4ホイートストンブリッジ回路とを備え、
    上記第1角度および上記第2角度は、互いに等しく、かつ、対称的であり、
    上記第3角度および上記第4角度は、互いに等しく、かつ、対称的であり、上記第1角度および上記第2角度に直交し、
    上記基板の上記第1面上に配置され、上記基板の上記第1面に対して上記第1角度および上記第2角度にそれぞれ配置された第1傾斜面および第2傾斜面をそれぞれが備えた複数の第1バンプと、
    上記基板の上記第1面上に配置され、上記基板の上記第1面に対して上記第3角度および上記第4角度にそれぞれ配置された第3傾斜面および第4傾斜面をそれぞれが備えた複数の第2バンプとをさらに備え、
    上記第1ホイートストンブリッジ回路の上記AMR素子は、上記複数の第1バンプの上記第1傾斜面にわたって配置され、
    上記第2ホイートストンブリッジ回路の上記AMR素子は、上記複数の第1バンプの上記第2傾斜面にわたって配置され、
    上記第3ホイートストンブリッジ回路の上記AMR素子は、上記複数の第2バンプの上記第3傾斜面にわたって配置され、
    上記第4ホイートストンブリッジ回路の上記AMR素子は、上記複数の第2バンプの上記第4傾斜面にわたって配置され、
    上記複数の第1バンプにおける各バンプは、対応する上記第1傾斜面上の上記第1ホイートストンブリッジ回路からの第1素子と、対応する上記第2傾斜面上の上記第2ホイートストンブリッジ回路からの第1素子とを備え、上記第1ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置が、上記第2ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置に対応し、
    上記複数の第2バンプにおける各バンプは、対応する上記第1傾斜面上の上記第3ホイートストンブリッジ回路からの第1素子と、対応する上記第2傾斜面上の上記第4ホイートストンブリッジ回路からの第1素子とを備え、上記第3ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置が、上記第4ホイートストンブリッジ回路における上記第1素子の電気的位置に対応し、
    上記複数の第1バンプにおけるバンプは、同じ第1軸に位置合わせされており、
    上記複数の第2バンプにおけるバンプは、上記第1軸に直交する同じ第2軸に位置合わせされていることを特徴とする3軸磁力計。
  14. 上記第1・第2傾斜面の横幅方向の端と、上記平らなホイートストンブリッジ回路の端とが、互いに隣接していることを特徴とする請求項11に記載の磁力計。
  15. 上記第1・第2傾斜面の横幅方向の端と、上記第3ホイートストンブリッジ回路の端とが、隣接していることを特徴とする請求項12に記載の3軸磁力計。
JP2015536883A 2012-10-12 2013-10-10 モノリシック3軸磁場センサ Active JP6312686B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261713223P 2012-10-12 2012-10-12
US61/713,223 2012-10-12
PCT/US2013/064286 WO2014059110A1 (en) 2012-10-12 2013-10-10 Monolithic three-axis magnetic field sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015532429A JP2015532429A (ja) 2015-11-09
JP6312686B2 true JP6312686B2 (ja) 2018-04-18

Family

ID=50477882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015536883A Active JP6312686B2 (ja) 2012-10-12 2013-10-10 モノリシック3軸磁場センサ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9658298B2 (ja)
JP (1) JP6312686B2 (ja)
CN (1) CN104755948B (ja)
DE (1) DE112013004975T5 (ja)
TW (1) TWI604209B (ja)
WO (1) WO2014059110A1 (ja)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105527589B (zh) * 2014-09-29 2019-02-19 硕英股份有限公司 磁力计
CN106125020B (zh) * 2015-05-08 2019-02-26 爱盛科技股份有限公司 磁场感测装置及磁场感测模块
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
US9995600B2 (en) * 2015-09-01 2018-06-12 General Electric Company Multi-axis magneto-resistance sensor package
WO2017094888A1 (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 アルプス電気株式会社 磁気検知装置
FR3049107B1 (fr) * 2016-02-15 2020-08-14 Innovative Tech Dispositif de comptage de vehicules des usagers dans un parc de stationnement fonctionnant sans fil
US11187763B2 (en) * 2016-03-23 2021-11-30 Analog Devices International Unlimited Company Offset compensation for magnetic field detector
CN205809273U (zh) * 2016-04-06 2016-12-14 江苏多维科技有限公司 一种无需置位/复位装置的各向异性磁电阻amr传感器
US11647678B2 (en) 2016-08-23 2023-05-09 Analog Devices International Unlimited Company Compact integrated device packages
US10697800B2 (en) * 2016-11-04 2020-06-30 Analog Devices Global Multi-dimensional measurement using magnetic sensors and related systems, methods, and integrated circuits
JP6240994B1 (ja) * 2016-12-15 2017-12-06 朝日インテック株式会社 3次元磁界検出素子および3次元磁界検出装置
JP6330896B1 (ja) 2016-12-20 2018-05-30 Tdk株式会社 3軸磁気センサ及びその製造方法
US20180344203A1 (en) * 2017-06-01 2018-12-06 Analog Devices Global 3-axis magnetic position system for minimally invasive surgical instrument, systems and methods thereof
CN108983125A (zh) * 2017-06-01 2018-12-11 深迪半导体(上海)有限公司 一种磁阻传感器
US10739165B2 (en) 2017-07-05 2020-08-11 Analog Devices Global Magnetic field sensor
US11187761B1 (en) * 2017-11-01 2021-11-30 SeeScan, Inc. Three-axis measurement modules and sensing methods
US11628275B2 (en) 2018-01-31 2023-04-18 Analog Devices, Inc. Electronic devices
CN110857952B (zh) * 2018-08-22 2022-03-08 爱盛科技股份有限公司 电流传感器
CN109814050A (zh) * 2019-01-10 2019-05-28 东南大学 一种应用Barber电极的桥式薄膜磁阻传感器
CN210142176U (zh) * 2019-03-18 2020-03-13 爱盛科技股份有限公司 磁场感测装置
US11467229B2 (en) 2019-05-23 2022-10-11 Stmicroelectronics S.R.L. Triaxial magnetic sensor for measuring magnetic fields, and manufacturing process thereof
EP4025927A4 (en) * 2019-09-06 2023-09-20 Lexmark International, Inc. SENSOR ARRANGEMENT FOR READING A MAGNETIC PUF
CN114630618A (zh) 2019-09-09 2022-06-14 马格尼司帝有限公司 用于认证三维物体的方法及装置
CN110927637A (zh) * 2019-11-30 2020-03-27 北京航空航天大学青岛研究院 一种三轴mtj磁场传感器及其制备方法
US11720170B2 (en) 2019-12-26 2023-08-08 Stmicroelectronics, Inc. Method, device, and system of measuring eye convergence angle
RU2730097C1 (ru) * 2020-03-11 2020-08-17 Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Навигационный трёхкомпонентный феррозондовый магнитометр
JP7167954B2 (ja) * 2020-03-19 2022-11-09 Tdk株式会社 磁気センサ装置及びその製造方法、並びに回転動作機構
JP7173104B2 (ja) 2020-07-21 2022-11-16 Tdk株式会社 磁気センサ
JP7347397B2 (ja) * 2020-10-28 2023-09-20 Tdk株式会社 磁気センサ及びその製造方法
US11493567B2 (en) * 2021-03-31 2022-11-08 Tdk Corporation Magnetic sensor device and magnetic sensor system
JP7488840B2 (ja) 2021-09-22 2024-05-22 Tdk株式会社 磁場検出装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS584992A (ja) * 1981-07-01 1983-01-12 Hitachi Ltd 磁気電気変換素子
JP4085859B2 (ja) * 2002-03-27 2008-05-14 ヤマハ株式会社 磁気センサおよびその製造方法
JP2007506274A (ja) * 2003-09-16 2007-03-15 コニンクリユケ フィリップス エレクトロニクス エヌ.ブイ. 電子デバイスを製造する方法および電子デバイス
US7271586B2 (en) 2003-12-04 2007-09-18 Honeywell International Inc. Single package design for 3-axis magnetic sensor
US7126330B2 (en) * 2004-06-03 2006-10-24 Honeywell International, Inc. Integrated three-dimensional magnetic sensing device and method to fabricate an integrated three-dimensional magnetic sensing device
JP2006194733A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Yamaha Corp 磁気センサおよびその製法
US7687284B2 (en) 2005-01-13 2010-03-30 Yamaha Corporation Magnetic sensor and manufacturing method therefor
JP4984408B2 (ja) * 2005-03-17 2012-07-25 ヤマハ株式会社 磁気センサおよびその製法
JP2008270471A (ja) 2007-04-19 2008-11-06 Yamaha Corp 磁気センサ及びその製造方法
US8134361B2 (en) 2007-06-13 2012-03-13 Ricoh Company, Ltd. Magnetic sensor including magnetic field detectors and field resistors arranged on inclined surfaces
JP5157611B2 (ja) * 2007-06-13 2013-03-06 株式会社リコー 磁気センサ及びその製造方法
JP5292726B2 (ja) 2007-06-13 2013-09-18 ヤマハ株式会社 磁気センサ及びその製造方法
US7564237B2 (en) 2007-10-23 2009-07-21 Honeywell International Inc. Integrated 3-axis field sensor and fabrication methods
JP5152495B2 (ja) * 2008-03-18 2013-02-27 株式会社リコー 磁気センサーおよび携帯情報端末装置
FR2955942B1 (fr) * 2010-01-29 2013-01-04 Centre Nat Rech Scient Magnetometre integre et son procede de fabrication
US8525514B2 (en) * 2010-03-19 2013-09-03 Memsic, Inc. Magnetometer
US20120068698A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Industrial Technology Research Institute Structure of tmr and fabrication method of integrated 3-axis magnetic field sensor and sensing circuit
CN102385043B (zh) * 2011-08-30 2013-08-21 江苏多维科技有限公司 Mtj三轴磁场传感器及其封装方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9658298B2 (en) 2017-05-23
DE112013004975T5 (de) 2015-08-13
CN104755948B (zh) 2018-04-10
WO2014059110A1 (en) 2014-04-17
TW201423136A (zh) 2014-06-16
TWI604209B (zh) 2017-11-01
CN104755948A (zh) 2015-07-01
US20150285873A1 (en) 2015-10-08
JP2015532429A (ja) 2015-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6312686B2 (ja) モノリシック3軸磁場センサ
EP3006896B1 (en) Three-axis digital compass
US7509748B2 (en) Magnetic MEMS sensors
US9557392B2 (en) Integrated magnetometer and its manufacturing process
EP2963436B1 (en) Magnetic sensing device and magnetic sensing method therefor
EP3732442B1 (en) Systems and methods for reducing angle error for magnetic field angle sensors
US7926193B2 (en) Nanowire magnetic sensor
EP2955534B1 (en) Magnetic sensing apparatus, magnetic induction method and preparation technique therefor
US20150128431A1 (en) Magnetic-Field Sensing Method
US9810748B2 (en) Tunneling magneto-resistor device for sensing a magnetic field
US20150309125A1 (en) Monolithic Three-Axis Magnetometer
US11175353B2 (en) Position sensor with compensation for magnet movement and related position sensing method
CN109655767B (zh) 一种集成磁结构
US9244134B2 (en) XMR-sensor and method for manufacturing the XMR-sensor
CN117054936B (zh) 一种梯度传感器
WO2015019534A1 (ja) 磁気センサおよびこの磁気センサを用いた電流センサ
Li et al. Cross axis effect of amr sensors and single sensitive-axis compass

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170704

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171002

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: 20180306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180320

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6312686

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

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250