JP6320515B2 - 磁界センサ装置 - Google Patents
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Description
この実施形態において、磁界センサ装置は、2以上、好ましくは4つの抵抗体デバイスを含み、すなわち、互いにコンパクトに入れ子状となるようにチップ基板に配置されるそれぞれ別個に接触可能なAMR測定抵抗体を含む。各抵抗体デバイスは、直線状列に配置される数個の平行な抵抗体素子の電気的な直列接続からなる。コンパクトな設計を達成するために、抵抗体デバイスに属する抵抗体素子の列は、隣接した抵抗体デバイスの抵抗体素子の列と櫛状で噛み合うように配置される。異なる抵抗体デバイスの列は互いに入れ子状となるように(配置されるので、プロセス技術は、抵抗体デバイスを接続してハーフブリッジ又はフルブリッジを形成するような同様の挙動を実現することができる。そのため、測定ブリッジ回路、すなわち、抵抗体デバイスにおいて相互接続される抵抗体の等質の抵抗挙動を保証することができる。
Claims (12)
- 1つの磁界ベクトル成分Heを測定するための磁界センサ装置(10)であって、
チップ基板(12)に配置される少なくとも1つの異方性磁気抵抗体(AMR抵抗体)デバイス(14)を含み、
前記AMR抵抗体デバイス(14)は、導電性ストリップ(18)によって直列に接続され、1つ以上の直線状列(34)に沿って前記チップ基板(12)に配置される10以上の複数のAMR抵抗体素子(16)を含み、
磁界ベクトル成分Heに垂直な磁化軸(22)を有する単一の永久磁化素子(20)は、該永久磁化素子(20)の初期磁化M0が前記磁化軸(22)の方向に前記AMR抵抗体素子(16)を通過するように、前記AMR抵抗体素子(16)のそれぞれに対して配置され、
第1の導電性ストリップ(18a)と前記AMR抵抗体素子(16)との間の接触領域(24)から前記AMR抵抗体素子(16)と第2の導電性ストリップ(18b)との間の接触領域(26)まで前記AMR抵抗体素子(16)を流れる測定電流Isは、前記磁化軸(22)に対してα>0°且つα<90°の線形角度(30)で平均電流方向軸(28)を有する、
ことを特徴とする磁界センサ装置(10)。 - 前記線形角度(30)の絶対値|α|は45°である、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁界センサ装置(10)。 - 前記永久磁化素子(20)の前記磁化軸(22)は、前記AMR抵抗体デバイス(14)の長手方向に対して、平行、垂直、又は45°になるように配向される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の磁界センサ装置(10)。 - 前記AMR抵抗体素子(16)は、プレートレットとして形成され、対称なフットプリントである、正多角形、円形、又は楕円形のフットプリントを有する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁界センサ装置(10)。 - 前記永久磁化素子(20)は、前記AMR抵抗体素子(16)の全領域を覆う、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の磁界センサ装置(10)。 - 前記AMR抵抗体素子(16)の層厚及び前記永久磁化素子(20)の層厚は、1μm未満であり、
前記永久磁化素子(20)の層厚は、前記AMR抵抗体素子(16)の層厚の10倍以下である、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁界センサ装置(10)。 - 複数個の前記AMR抵抗体デバイス(14)を含み、
前記AMR抵抗体デバイス(14)のそれぞれは、互いに平行な直線状列(34)に配置される複数の前記AMR抵抗体素子(16)を含み、
2つの前記AMR抵抗体デバイス(14)の前記平行な直線状列(34)は、櫛状で互いに噛み合うように配置され、
櫛状に配置される前記AMR抵抗体デバイス(14)の線形角度(30)は、互いに対して90°偏移し、
前記AMR抵抗体デバイス(14)は、ハーフブリッジ又はフルブリッジの形で相互接続される、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁界センサ装置(10)。 - 永久磁化素子(20)は前記チップ基板(12)上における下層に配置され、その上に前記AMR抵抗体素子(16)を含む層が配置され、さらにその上に前記導電性ストリップ(18)を含む層が配置される、
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の磁界センサ装置(10)。 - 前記AMR抵抗体素子(16)の層と前記永久磁化素子(20)の層との間に、実質的に磁気中性の中間層(42)が配置され、
前記中間層(42)は、電気絶縁体で構成され、
前記導電性ストリップ(18)を含む層に絶縁被覆層(36)が設けられている、
ことを特徴とする請求項8に記載の磁界センサ装置(10)。 - 補償導線(44)は、上面層に配置され、
初期磁化M0の磁化軸(22)に垂直な補償磁界を発生させるために、補償電流Icは、センサの磁気感応領域で外部磁界の被測定成分を補償するように前記補償導線(44)を流れる、
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の磁界センサ装置(10)。 - コンパスシステムであって、
互いに90°の角度で配置される請求項1〜10のいずれか1項に記載の2つ、又は3つの磁界センサ装置(10)を含み、
地磁界の方向及び強度を測定するために電子アセンブリに組み込まれる、
ことを特徴とするコンパスシステム。 - 電流測定システムであって、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の少なくとも1つの磁界センサ装置(10)を含み、
コンダクタを囲んでいる磁界の強度を測定することにより1つ以上のコンダクタの電流強度を測定するために、電子アセンブリに組み込まれる、
ことを特徴とする電流測定システム。
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SG52308A1 (en) * | 1994-06-22 | 1998-09-28 | Seagate Technology | Single domain magnetoresistive sensors using permanent magnet stabilization |
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