KR20170027285A - 다축 자기 저항 센서 패키지 - Google Patents

다축 자기 저항 센서 패키지 Download PDF

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KR20170027285A
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Abstract

적어도 하나의 치수에 있어서 감소된 사이즈를 갖는 위치 및 배향 센서 패키지를 제공하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 위치 및 배향 센서 패키지는 유전체 기판, 및 유전체 기판에 부착되는 제 1 자기 저항 센서 칩을 포함하고, 제 1 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 위치 및 배향 센서 패키지는, 또한 유전체 기판에 부착되고 제 1 자기 저항 센서 칩 근방에 위치되는 제 2 자기 저항 센서 칩을 포함하고, 제 2 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 위치 및 배향 센서 패키지는, 제 1 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로가 제 2 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로와는 상이한 방향으로 배향되도록 구성된다.

Description

다축 자기 저항 센서 패키지{MULTI-AXIS MAGNETO-RESISTANCE SENSOR PACKAGE}
본 발명의 실시예들은, 일반적으로 수술 또는 중재적 상황(interventional context)에서와 같은 의료 상황에서 사용되는 기구, 임플란트, 또는 디바이스에 대한 위치/배향 정보를 제공하는데 사용될 수 있는 센서들, 특히 다축 패키지화된 자기 저항 센서들에 관한 것이다.
다양한 의료 상황들에서 환자와 관련하여 (외부적으로 또는 내부적으로) 네비게이팅되거나 또는 위치되는 의료 기구, 임플란트, 또는 디바이스에 대한 위치 및/또는 배향 정보를 획득하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 수술 및/또는 중재적 상황들에서, 디바이스 또는 관련 부분이 환자의 몸 내에 있을 때와 같이 달리 보이지 않을 때에도, 의료 디바이스, 또는 의료 디바이스의 부분에 대한 위치 및/또는 배향 정보를 획득하는 것이 유용할 수 있다. 마찬가지로, 위치 및 배향 정보의 일부 또는 모두를 관측하는데 이미징 기술이 사용되는 어떤 프로시저들에서, 동시에 획득될 수 있는 이미지 데이터와 같은 다른 데이터와 관련될 수 있는, 추적되는 디바이스 자체로부터 유래되는 위치 및 배향 정보를 갖는 것이 유용할 수 있다.
그러한 의료 상황들에서, 의료 기구, 임플란트, 또는 디바이스에 대한 위치/배향 정보를 제공하도록 전자기(electromagnetic; EM) 센서들이 구현될 수 있다. EM 센서들은 컨트롤러, 공간적으로 변화하는 특성들을 갖는 자계(magnetic field)(그래서 자계는 상이한 위치들에서 상이함)를 생성하는 자계 소스 전송기, 추적되는 의료 기구, 임플란트 또는 디바이스와 통합되는 EM 센서를 포함하는 위치/배향 추적 시스템의 일부로서 이용될 수 있다. EM 센서의 위치는, EM 센서 관측들이 전송기로부터의 계산된 자계와 일치하는 위치를 계산함으로써 - 즉, 전송기와 EM 센서 사이의 상호 인덕턴스를 측정하고 전송기와 관련된 EM 센서의 위치 및 배향을 분석(resolve)하기 위해 측정된 값들을 프로세싱함으로써 - 결정될 수 있다.
이러한 방식으로 위치 및 배향 정보를 획득하기 위해 적절한 네비게이션 센서들에 관하여 발생할 수 있는 한가지 문제는 추적될 디바이스에 관련된 위치 및 배향 센서의 사이즈이다. 특히, 수술 및 중재적 상황들에서, 수술받는 인체구조(anatomy)의 사이즈 및/또는 연약함(fragility)으로 인해 또는 그렇지 않으면 수술과 연관된 트라우마를 최소화하기 위해, 가능한 한 작은 기구, 임플란트 또는 디바이스를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 사용되는 기구들, 임플란트들 또는 디바이스들에 대해 적절히 사이즈화된 네비게이션 센서를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 희망되는 정밀도 및 정확도로 희망되는 위치 및 배향 정보를 제공하고, 논의되고 있는 기구들, 임플란트들 또는 다비이스들과 함께 사용하거나 그 내부에 사용하기 위해 적절한 사이즈를 갖는 적절한 위치 및 배향 센서 조립체를 구성하는 것은 어려울 수 있다. 예를 들어, 기존의 위치 및 배향 센서 조립체들은 종종 2개의 직교하여 위치된 감지 회로들, 캘리브레이션(calibration) 코일, 초기화 코일을 포함하는 단일 칩으로서 구성될 수 있고, 그러한 조립체들은 사이즈에 있어서 대략 1mm2이다. 이 사이즈 위치 및 배향 센서 조립체가 신경, 심장, 및 정형외과적 공간들에 있어서의 많은 응용들에서 사용가능한 반면, 1mm보다 작은 많은 표준 카테터 루멘들 및 니들들에 통합될 수 없다.
따라서, 기존의 위치 및 배향 센서 조립체 옵션들과 비교하여 그 사이즈가 감소된 위치 및 배향 센서 조립체를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 그러한 위치 및 배향 센서 조립체가 적합한 정밀도 및 정확도를 갖고 6자유도에 있어서 감지되는 위치 및 배향 정보를 여전히 제공할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 위치 및 배향 센서 패키지는 유전체 기판, 및 유전체 기판에 부착되는 제 1 자기 저항 센서 칩을 포함하고, 제 1 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 위치 및 배향 센서 패키지는, 또한 유전체 기판에 부착되고 제 1 자기 저항 센서 칩 근방에 위치되는 제 2 자기 저항 센서 칩을 포함하고, 제 2 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 제 1 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로는 제 2 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로와는 상이한 방향으로 배향된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법은, 유전체 기판을 제공하는 단계, 및 유전체 기판에 제 1 자기 저항 센서 칩을 부착하는 단계를 포함하고, 제 1 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 방법은, 또한 제 2 자기 저항 센서 칩이 제 1 자기 저항 센서 칩 근방에 위치되도록 유전체 기판에 제 2 자기 저항 센서 칩을 부착하는 단계를 포함하고, 제 2 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들은, 제 1 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로와 제 2 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로 사이의 알려진 각도를 형성하도록 유전체 기판에 부착된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다축 자기 저항 센서 패키지는, 유전체 기판 및 도전성 인터커넥트(interconnect)를 포함하는 플렉스(flex) 회로, 도전성 인터커넥트에 전기적으로 커플링되도록 유전체 기판에 부착되는 제 1 자기 저항 센서 칩, 및 도전성 인터커넥트에 전기적으로 커플링되도록 유전체 기판에 부착되는 제 2 자기 저항 센서 칩을 포함한다. 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함하는데, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들은, 제 1 자기 저항 센서 칩 상의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로의 배향이 제 2 자기 저항 센서 칩 상의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로의 배향과 알려진 각도만큼 상이하도록, 플렉스 회로에 부착된다.
이어지는 상세한 설명 및 도면들로부터 다양한 다른 특징들 및 이점들이 명백해질 것이다.
도면들은 본 발명을 실시하기 위해 현시점에서 고려되는 실시예들을 도시한다.
도면들에서,
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 위치 및 배향 센서 패키지의 평면도 및 저면도를 도시한다.
도 2는 도 1a 및 도 1b의 위치 및 배향 센서 패키지의 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 1a, 도 1b, 및 도 2의 위치 및 배향 센서 패키지에서 사용가능한 자기 저항 센서 칩을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1a, 도 1b, 및 도 2의 위치 및 배향 센서 패키지에서 사용가능한 자기 저항 센서 칩을 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 및 배향 센서 패키지를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치 및 배향 센서 패키지가 포함될 수 있는 중재적 디바이스의 예시를 도시한다.
본 발명의 실시예들은 위치/배향 정보를 제공하는 다축 자기 저항 센서 패키지를 제공한다. 패키지는 그 위에 형성되는 하나 이상의 감지 회로들을 각각 포함하는 다수의 칩들을 포함하는데, 칩들은 기존의 위치 및 배향 센서 조립체들과 비교하여 적어도 하나의 치수에 있어서 패키지의 사이즈를 감소시키는 방식으로 공통 기판 상에 장착된다.
본원에서 논의되는 바와 같이, 위치/배향 시스템의 컴포넌트들은, 일반적으로 수술 또는 중재적 상황들 동안 위치 및 배향 정보가 희망될 수 있는 다양한 타입들의 수술 또는 중재적 기구들, 임플란트들, 디바이스들, 또는 임의의 다른 적절한 디바이스에 부착될 수 있다. 위치/배향 시스템은 다양한 수술 또는 중재적 디바이스들의 위치 및 배향을 교정(correcting)하고 추적하기 위해 적절하다. 특히, 본원에 개시되는 어떤 실시예들에서, 위치/배향 시스템은, 외부 자계를 측정하거나 또는 외부 자계에 응답하고 위치 좌표들 및/또는 배향(즉, 각도) 정보와 같은 공간적 특성들을 결정하는데 사용될 수 있는 복수의 전자기(EM) 센서들을 포함한다. 예시적인 실시예에서, EM 센서들은, 외부적으로 인가되는 자계의 존재시 위치 및 배향 정보를 생성하도록 구성되는 1축 또는 2축 자기 저항 센서들일 수 있다.
이제 도 1a, 도 1b, 및 도 2를 참조하면, 위치 및 배향 정보(즉, 위치 및 배향 센서 패키지)를 제공하는 다축 자기 저항 센서 패키지(10)가 본 발명의 실시예에 따라 도시된다. 패키지(10)는 일반적으로 유전체 기판(12), 및 기판(12)에 부착되는 제 1 자기 저항 센서 칩(14) 및 제 2 자기 저항 센서 칩(16)의 배열을 포함한다. (아래에서 보다 상세히 설명될 바와 같이) 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)을 기판(12)에 부착하기 위해 공지의 부착/패키징 기술이 이용될 수 있는데, 기판(12) 상에 또는 기판(12) 내에 형성되는 리드(lead)들 또는 인터커넥트들(18)이 칩들(14, 16)로부터 신호들을 수신하고, 이 신호들을 패키지(10)의 입력부/출력부(input/output; I/O)(20)에 라우팅할 수 있도록 칩들(14, 16)과 기판(12) 사이에 전기적 연결이 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 패키지(10)의 기판(12)은, 적절한 유전체 특성들을 제공할뿐만 아니라, 사용 동안 패키지에 기계적 안정성을 제공하도록 선택되는 유전체 재료로 형성된다. 따라서, 유전체 기판(12)은, 본 발명의 실시예들에 따라, 세라믹[예를 들어, BaTi(barium titanium)], FR4, 폴리이미드 또는 폴리머 필름[예를 들어, Kapton®, Ultem®, polytetrafluoroethylene(PTFE), Upilex®]을 포함하는, 임의의 수의 적절한 유전체 재료들로 형성될 수 있다. 기판으로의 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 기계적 및 전기적 연결을 제공하도록 복수의 연결 패드들(22)이 기판(12) 상에 형성되는데, 리드들/인터커넥트들(18)이 임의의 수의 공지의 기술들을 통해 연결 패드들(22)로부터 나오고 기판(12) 상에 형성된다. 다양한 실시예들에 따르면, 리드들/인터커넥트들(18)은 패키지(10) 상에 전기적 경로들을 제공하도록 기판(12)의 표면 상에 트레이스(trace)들로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 인터커넥트들(18)은, 스퍼터링된 초기 접착 층(티타늄, 크롬 등)과 그 위에 추가적인 구리가 도금될 수 있는 스퍼터링된 구리 시드 층의 도포를 통해 형성될 수 있다. 인터커넥트들(18)은, 가령 패키지의 연결 패드들(22)과 I/O 연결부들(20) 사이에 전기적 연결들을 제공하도록, 희망되는 형상으로 패터닝되고 에칭될 수 있다. 비아들(도시 생략)과 같은 추가적인 피처들이 또한 기판(12) 내에 형성될 수 있는데, 인터커넥트들(18)이 패키지(10) 내의 라우팅 옵션들을 증가시키도록 기판(12)의 비아들 내에 및 기판(12)의 표면 위로 나와 형성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 패키지(10)의 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)은, 칩의 위치 및 배향의 결정을 제공하는 그 위의 회로를 포함하는 고체 상태(즉, 실리콘 기반) 디바이스들이다. 보다 구체적으로, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16) 각각은 그 위에 하나 이상의 자기 저항 센서 회로들(24)[또는 소형(miniature) 표면 장착 센서들]을 갖도록 형성될 수 있다. 하나 이상의 자기 저항 센서 회로들(24) 각각은, 자계가 인가되고 센서 회로(24)가 외부적으로 인가되는 자계에 따라 이동하거나 또는 배향을 변경할 때, 컨덕터 또는 반도체의 전기적 저항에 있어서의 변경을 나타내는 신호들을 생성한다. 즉, 센서 칩들(14, 16)에 있어서, 다양한 센서 회로들(24)에서의 칩의 저항은 인가되는 자계에 의존한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16) 각각은, 그 위에 형성되는 단일의 자기 저항 센서 회로(24)를 포함할 수 있거나, 또는 그 위에 형성되는 2개의 자기 저항 센서 회로들(24)을 포함할 수 있다.
도 3으로 돌아가면 자기 저항 센서 칩(14, 16)의 확대된 평면도가 도시된다 - 도 3은 그 위에 단일의 자기 저항 센서(24)(즉, 1축 센서)만을 포함하는 센서 칩에 관한 것이고, 도 4는 그 위에 서로 직교하여 배열되는 2개의 자기 저항 센서 회로들(24)(즉, 2축 센서)을 포함하는 센서 칩(14, 16)에 관한 것이다 - . 센서 회로(들)(24)는 자계의 존재시 위치(즉, x, y, 및/또는 z 위치 데이터) 및 배향 데이터[즉, 롤(roll), 피치(pitch), 및 요(yaw) 배향 데이터]를 생성하도록 충분히 민감하다. 어떤 구현예들에서, 자기 저항 센서 칩들(14, 16)은 낮은 전압(예를 들어, 2.0 V 또는 그 이하)에서 또한 넓은 자계 범위[예를 들어, ±10 Oe(에르스텟)]에 걸쳐 동작한다. 또한, 어떤 구현예들에서 자기 저항 센서 칩들(14, 16)은 금속 허용 주파수들에서 매우 낮은 노이즈 플로어(floor)를 갖는다(예를 들어, 마이크로코일들보다 10배 내지 1000배 낮음).
자기 저항 센서 칩(14, 16)의 치수들 및 사이징은 칩이 1축 또는 2축 센서로서 형성되는지의 여부에 크게 기반하여 결정된다. 하나의 단일의 자기 저항 센서 회로(24)를 포함하는 도 3의 1축 센서 칩은, 예를 들어 0.4 mm x 0.4 mm 내지 0.5 mm x 0.5 mm의 치수를 가질 수 있는 반면, 한쌍의 직교하여 배열된 자기 저항 센서 회로(24)를 포함하는 도 4의 2축 센서 칩은, 예를 들어 0.9 mm x 0.9 mm 내지 1.0 mm x 1.0 mm의 치수를 가질 수 있다. 따라서, 1축 센서 칩의 컴팩트한 폼 팩터(form factor)가, 2축 센서 칩이 실현할 가능성이 적은, 어떤 기구들 또는 디바이스들[예를 들어, 카테터 루멘(catheter lumen), 니들 등]과의 그 구현예를 제공할 수 있다는 점을 알 수 있다.
실제로, 자기 저항 센서 칩들(14, 16)은, 가령 (일 실시예에서) 오프셋에 대응하는 층들 또는 센서 칩을 캘리브레이션하는데 사용되는 캘리브레이션 코일(26), 자기 센서 회로(들)(24)가 리셋되도록 하는 셋 리셋 스트랩(도시 생략), 및 자계를 측정하는데 사용되는 저항 브리지(도시 생략)를 갖는 다층 설계일 수 있다. 일 구현예에서, 캘리브레이션 코일(26)은, 자기 저항 센서 칩(14, 16)이 온도, 자계 등과 관련하여 동작하는 환경에서 예측할 수 없는 변화들로부터 기인하는 위치 및/또는 배향에 있어서의 에러들을 감소시키도록, 동적 캘리브레이션 동작들을 위해 사용될 수 있는 금속성 코일로서 형성된다. 특히, 캘리브레이션 코일(26)은 특정 주파수에서의 알고있는 자계를 생성하도록 구성되는데, 이 특정 주파수는 이어서 다른 주파수들에서 센서 칩(14, 16)을 캘리브레이션하기 위해 추정될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 캘리브레이션 시스템은, 센서 칩(14, 16)을 동작시키기 전의 초기 캘리브레이션 또는 센서 칩이 동작 중인 위치에서의 단일 캘리브레이션을 제공하는 반면, 다른 실시예들에서, 캘리브레이션 시스템은, 사용 동안 지속적으로 또는 간헐적으로 센서 칩(14, 16)을 캘리브레이션하는데 사용되는 피드백 루프의 일부로서 기능할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 캘리브레이션 코일(26)은, 센서 회로(들)(24)와 관련한 캘리브레이션 코일(26)의 구조적 설계에 기반하여 자기 저항 센서 칩(14, 16)을 캘리브레이션한다. 예를 들어, 캘리브레이션 코일(26)은 2축 자기 센서 칩(14, 16)(도 4)의 2개의 센서 회로들(24)과 관련하여 고정된 위치에 있을 수 있다. 그에 따라, 캘리브레이션 코일(26)에 의해 생성되는 전기 저항(예를 들어, B/I 값)에 관련한 외부 자계는 항상 일정하다. 또한, B/I 값은 자기 저항 센서 칩(14, 16)에 의해 생성되는 (예를 들어, 전기 저항을 생성할 수 있는) 여자 전류(excitation current)에 독립적인 기하학적 양이다. 캘리브레이션 코일(26)의 B/I 값이 일반적으로 자기 저항 센서 칩 환경 내의 온도, 자계, 또는 유사한 변화들로 인해 변경되지 않기 때문에, 자기 저항 센서 칩(14, 16)을 캘리브레이션하기 위한 알고리즘에 B/I 값을 사용하는 것이 유용할 수 있다.
일 실시예에서, 또한 도 3 및 도 4에 도시되고 설명된 바와 같은 자신의 캘리브레이션 코일(26)을 각각 갖는 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)에 대안적으로, 패키지(10)가 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16) 각각을 캘리브레이션하는데 사용되는 공통 캘리브레이션 코일(28)을 포함할 수 있다는 점이 인식된다. 도 1b를 다시 참조하면, 기판(12) 상에 형성되고 패키지 I/O 연결부(20)에 연결되는 공통 캘리브레이션 코일(28)이 패키지(10) 내에 제공되는 것이 도면에 도시된다. 예시적인 실시예에서, 공통 캘리브레이션 코일(28)은, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)이 부착되는 측면과 반대인 기판(12)의 측면 상에 형성된다. 공통 캘리브레이션 코일(28)은, 공통 캘리브레이션 코일(28)에 의해 생성되는 전기 저항과 관련한 외부 자계가 항상 일정하도록, 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 센서 회로들(24)과 관련하여 고정된 위치에 있을 수 있다. 바람직하게, 센서 칩들(14, 16) 둘 다에 대한 패키지(10) 내에서의 공통 캘리브레이션 코일(28)의 사용은, [각 센서 칩(14, 16)에 대한 분리된 캘리브레이션 코일에 대해 필요될 수 있는 리드들/인터커넥트들과 비교하여] 패키지(10) 내에 필요되는 리드들/인터커넥트들(18)의 수를 감소시킨다. 추가적으로, 패키지(10) 내의 공통 캘리브레이션 코일(28)의 사용은 전류를 절약할 수 있는데, 공통 캘리브레이션 코일(28)의 사용과 연관된 전류가, 분리 캘리브레이션 코일들이 사용되면/사용될 때 두번인 것과 비교하여, 한번만 측정되어야 하기 때문이다.
다축 자기 저항 센서 패키지(10)의 위치 및 배향의 결정을 위해 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)을 이용하는 것에 있어서, 패키지(10)가 자계의 존재시 위치(즉, x, y, 및/또는 z 위치 데이터) 및 배향 데이터(즉, 롤, 피치, 및 요 배향 데이터)를 생성할 수 있도록, 개별적인 제 1 자기 저항 센서 칩(14)의 자기 저항 센서 회로(들)(24)가 제 2 자기 저항 센서 칩(16)의 자기 저항 센서 회로(들)(24)와는 상이한 방향으로 배향되어야 하는 것이 필수적이다. 따라서, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16) 각각이 단일의 센서 회로(24)만을 포함하는 1축 센서를 포함하는 실시예에서, 제 1 자기 저항 센서 칩(14)의 센서 회로(24)는 제 2 자기 저항 센서 칩(16)의 센서 회로(24)와는 상이한 방향으로 배향될 것이다. 예시적인 실시예에서, 또한 도 1a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)은 그들의 개별적인 센서 회로들(24)이 서로 직교하여 배향되도록(즉, 서로에 대해 90° 배향됨) 기판(12)에 부착된다.
제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 센서 회로들(24)이 서로 직교하여 배향되도록 도 1a 및 도 1b에 도시된 다축 자기 저항 센서 패키지(10)가 구성되는 반면, 칩들(14, 16)의 센서 회로들(24)이 90° 이외의 각도들로 서로에 관해 배향될 수 있다는 점이 인식된다. 즉, 패키지(10)는, 센서 회로들(24)이 90° 이외의 각도들로 서로에 관해 배향된 상태에서, 자계의 존재시 위치 및 배향 데이터를 생성하도록 기능할 수 있다 - 중요한 제약은 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16) 각각의 자기 저항 센서 회로(24) 사이의 배향이 패키지(10)의 조립 동안 알려지고 제어되어야 한다는 점이다 - . 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 센서 회로들(24) 사이의 각도가 알려진 상태에서, 센서 회로들(24)에 의해 생성되는 신호들은 패키지(10)의 위치 및 배향을 정확히 결정하도록 프로세싱될 수 있다.
기판(12)으로의 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 부착과 관련하여, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 센서 회로들(24) 사이의 알려진 배향/각도를 제공하기 위해, 본 발명의 예시적인 실시예는 플립 칩(flip-chip) 응용을 통한 기판(12)으로의 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 부착에 관련된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 플립 칩 프로세스를 통해 기판(12)에 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)을 부착하는 것에 있어서, 그 제조 프로세스의 종료에 근접하여 [센서 회로(들)에 대한 센서 입력부들 및 출력부들, 센서 회로(들)에 대한 셋 리셋 동작들, 센서 회로(들)에 대한 오프셋 또는 캘리브레이션 동작들, 파워, 그라운드 등에 대응하여] 작은 도트(dot)의 솔더(30)가 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 칩 패드들(32) 상에 퇴적된다. 이어서, 칩들을 뒤집어서 솔더 범프들(30)을 아래에 있는 기판(12)의 연결 패드들(22) 상으로 하방으로 가도록 함으로써, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)이 기판(12)에 부착된다. 솔더 범프들(30)은 이어서 전기 연결부를 생성하기 위해 일반적으로 리플로우 솔더 프로세스 또는 대안적으로 열초음파 본딩(thermosonic bonding)을 사용하여 재용융되고, 이어서, 보다 강한 기계적 연결을 제공하고, 열교(heat bridge)를 제공하며, 패키지(10)의 칩(14, 16)과 나머지의 상이한 가열로 인해 솔더 조인트들이 응력받지 않는 것을 보장하기 위해, 전기적으로 절연성인 접착체(도시 생략)가 칩의 회로와 아래에 있는 장착 기판(12) 사이의 남아있는 갭 내에 일반적으로 “언더필된다(underfilled)”. 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 센서 회로들(24) 사이의 배향/각도가 충분히 알려지고 제어될 수 있도록, 플립 칩 응용을 사용함으로써, 기판(12) 상의 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 배치/부착의 위치적 정확도가 0.25° 내에서 제어될 수 있다.
도 1a, 도 1b, 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(12)으로의 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)의 부착에 또한 관련하여, 패키지(10)의 사이즈를 최소화하기 위해 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)이 패키지(10) 상에 일차원으로 위치된다는 점을 알 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)은 서로 근접되도록 기판(12)에 부착되는데, [화살표(36)에 의해 표시된] 패키지의 폭이 최소화되도록 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16)이 유전체 기판의 [화살표(34)에 의해 표시된] 길이 방향을 따른다. 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들(14, 16) 각각이 1축 센서들로서 구성되는[즉, 각 칩이 단일의 자기 저항 센서 회로(24)만을 포함함] 실시예에서, 전체 패키지(10)의 폭은 따라서, 예를 들어 카테터 루멘들 및 미세 니들들과 같은 의료 디바이스들/기구들 내의 패키지(10)의 배치를 허용하는, 대략 0.5 mm 이하로(패키지의 높이는 대략 0.25 mm로) 유지될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 위치 및 배향 정보를 제공하는 다축 자기 저항 센서 패키지(40)가 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도시되는데, 패키지(40)가 3축 패키지로서 구성된다. 패키지(40)는, 3축 감지 패키지를 제공하기 위해 칩들의 센서 회로들이 3개의 축들을 따라 배열되고/배향되도록 유전체 기판(42) 내부의 구성이 유전체 기판(42) 상에 자기 저항 센서 칩들의 배열을 제공하는 점을 제외하고, 도 1a, 도 1b, 및 도 2에 도시되고 설명된 패키지(10)에 대한 기능/동작에 있어서 유사하다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(42)은 - 기판(42)이 L자 형상 구성을 갖도록 - 제 1 평면을 따라 위치되는 제 1 기판 부분(44) 및 제 1 평면에 직교하는 제 2 평면을 따라 위치되는 제 2 기판 부분(46)으로 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 3축 자기 저항 센서 패키지(40) 내에 포함되는 자기 저항 센서 칩들의 수는 패키지 내에 포함되는 칩들의 타입 - 즉, 칩들이 1축 센서들 또는 2축 센서들로 구성되는지의 여부 - 에 따라 변화할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 1축 센서들이 패키지(40) 내에 포함된다 - 제 1 자기 저항 센서 칩(48), 제 2 자기 저항 센서 칩(50), 제 3 자기 저항 센서 칩(52) 각각이 (제 2 자기 저항 센서 칩이 대신 2축 센서일 수 있는 점이 인식되지만) 그들 위에 단일의 센서 회로(24)를 포함하는 1축 센서로서 제공된다 - . 제 1 및 제 3 자기 저항 센서 칩들(48, 52)이 서로 근접되고 기판(42)의 [화살표(54)에 의해 표시된] 길이 방향으로 정렬되도록 제 1 기판 부분(44)에 부착되는 반면, 제 2 자기 저항 센서 칩(50)은 제 1 및 제 3 자기 저항 센서 칩들(48, 52) 중 하나에 근접되도록 하는 위치에서 제 2 기판 부분(46)에 부착된다. 제 1, 제 2, 및 제 3 자기 저항 센서 칩들(48, 50, 52)은, 각 칩 상의 센서 회로(24)가 다른 개별 센서 회로들(24)과 상이한 각도로 배향되도록 기판 부분들(44, 46)에 부착된다 - 예시적인 실시예에서는 센서 회로들(24)이 서로 직교하여 배향되도록 기판 부분들(44, 46)에 칩들(48, 50, 52)을 부착한다 - . 그러나, 위에서 상세히 제시된 바와 같이, 칩들(48, 50, 52) 각각의 자기 저항 센서 회로(24) 사이의 배향이 알려지는 한(즉, 패키지의 조립 동안 제어됨), 칩들(48, 50, 52)의 센서 회로들(24)이 90° 이외의 각도들로 서로에 대해 배향될 수 있다는 점이 인식된다 - 기판 상의 칩들의 위치적 정확도를 희망되는 배향의 0.25° 내로 제어하기 위해 플립 칩 제조 및 배치 기술이 제 1, 제 2, 및 제 3 자기 저항 센서 칩들(48, 50, 52)을 기판(42)에 부착하는데 사용된다 - .
다른 실시예들에서, 3축 자기 저항 센서 패키지(40) 내에 포함되는 자기 저항 센서 칩들의 수는 도 5 및 도 6에 도시된 3개의 칩들(48, 50, 52)보다 적을 수 있다. 예를 들어, 3축 자기 저항 센서 패키지(40)는 2개의 자기 저항 센서 칩들만을 포함하도록 구성될 수 있다 - 제 1 자기 저항 센서 칩이 제 1 기판 부분(44)에 부착되고 2축 센서[제 1 기판 부분(44) 상의 2개의 직교하여 배향된 센서 회로들]의 형식이며, 제 2 자기 저항 센서 칩이 제 2 기판 부분(46)에 부착되고 제 2 기판 부분(46) 상의 적어도 하나의 센서 회로가 제 1 자기 저항 센서 칩의 2개의 센서 회로들로부터 상이하게(예를 들어, 직교하여) 배향되는 1축 또는 2축 센서의 형식이다 - .
도 6에 도시된 바와 같이, 패키지(10)는 제 1, 제 2, 및 제 3 자기 저항 센서 칩들(48, 50, 52)을 캘리브레이션하는데 사용되는 다수의 공통 캘리브레이션 코일들(56, 58)을 더 포함한다. 공통 캘리브레이션 코일(56)이 제 1 및 제 3 자기 저항 센서 칩들(48, 52)을 캘리브레이션하기 위해 제 1 기판 부분(44) 상에 제공될 수 있는 반면, 분리된 공통 캘리브레이션 코일(58)이 제 2 자기 저항 센서 칩(50)을 캘리브레이션하기 위해 제 2 기판 부분(46) 상(그 후방 측면 상)에 제공될 수 있다. 자기 저항 센서 칩들(48, 50, 52)이 온도, 자계 등과 관련하여 동작하는 환경에서 예측할 수 없는 변화들로부터 기인하는 위치 및/또는 배향에 있어서의 에러들을 감소시키도록 캘리브레이션 코일들(56, 58)이 동적 캘리브레이션 동작들을 위해 사용될 수 있다 - 캘리브레이션 코일들(56, 58)은 특정 주파수에서 알려진 자계를 생성하도록 구성되고, 이 특정 주파수는 이어서 다른 주파수들에서 센서 회로들(24)을 캘리브레이션하기 위해 추정될 수 있다 - .
이제 도 7을 참조하면, 다축 자기 저항 센서 패키지(10)(도 1)와 함께 사용하기 위해 적절한 의료 디바이스(100)의 예시가 도시된다. 이 예시에서, 의료 디바이스(100)는 환자의 맥관(vasculature) 내에 삽입하고 환자의 맥관을 통한 네비게이션을 위해 적절한 카테터이다. 카테터가 예시에 의해 제공되지만, 본원에서 논의되는 다축 자기 저항 센서 패키지들(10, 40)이 다양한 다른 타입들의 수술 또는 중재적 기구들, 임플란트들 또는 디바이스들 상에 또는 이들 내에 제공될 수 있다. 그러한 기구들, 임플란트들 또는 디바이스들의 예시들은, 임플란트, 프로브, 올(awl), 드릴, 흡인기(aspirator), 포셉(forcep), 블레이드, 스크류, 네일, 핀, k와이어(k-wire), 니들, 캐뉼러(cannula), 삽입기(introducer), 카테터, 가이드와이어, 스텐트(stent), 심장 판막(heart valve), 필터, 내시경(endoscope), 복강경(laparoscope), 또는 전극, 내시경들 또는 다른 체내(intrabody) 카메라 디바이스들, 또는 위치 및 배향 정보가 수술 또는 중재적 사용 동안 희망될 수 있는 임의의 다른 적절한 디바이스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
도시된 의료 디바이스(100)(예를 들어, 카테터)는, 다축 자기 저항 센서 패키지(10, 40)가 위치될 수 있는 말단(distal) 단부 또는 팁(102)을 포함한다. 일 실시예에서, 다축 자기 저항 센서 패키지는, 도 1a, 도 1b, 및 도 2에 도시되고 설명된 바와 같은, 외부적으로 인가되는 자계의 존재시 위치 및 배향 정보를 생성하도록 구성되는 2축 자기 저항 센서 패키지(10)일 수 있다. 다른 실시예에서, 다축 자기 저항 센서 패키지는, 도 5, 도 6에 도시되고 설명된 바와 같은, 외부적으로 인가되는 자계의 존재시 위치 및 배향 정보를 생성하도록 구성되는 3축 자기 저항 센서 패키지(40)일 수 있다. 샤프트(104)는 팁(102)과 통신하고, 샤프트(104)는 팁(102)을 의료 디바이스(100)(예를 들어, 카테터)를 조종하고 동작시키는데 사용될 수 있는 핸들 조립체(106)와 연결한다. 어떤 예시들에서, 핸들 조립체(106)는, 가령 케이블(108)을 통해, 사용자가 카테터 기능 및 동작의 어떤 양태들을 제어할 수 있도록 하는 오퍼레이터 콘솔(110)과 통신할 수 있다.
동작에 있어서, 의료 디바이스(100)와 연관된 [또한, 의료 디바이스(100)에 연관되어 알려진 위치에 고정되는] 자계 전송기(112)는 센서 패키지(10, 40)를 포함하는 체적(volume)에 대해 공간적으로 변화하는 특성들을 갖는 자계를 전송한다. 전송기(112)가 단일의 전송기 엘리먼트로서 도 7에 도시되는 반면, 이격된 위치들에서의 몇몇 전송기들이 다른 실시예들에 따라 센서 패키지(14, 40)에 의해 감지되는 자계를 생성하기 위해 이용될 수 있다는 점이 인식된다. 다축 자기 저항 센서 패키지(10, 40)의 센서 칩들에 의해 감지되는 전송기(112)에 의해 생성되는 자계(즉, 자계의 강도)는 의료 디바이스(100)의 공간적 특성들, 예를 들어 위치(예를 들어, X, Y, 및 Z 좌표들) 및 배향(예를 들어, 피치, 요, 및 롤 각도들)을 결정하는데 사용된다. 의료 디바이스(100) 내의 다축 자기 저항 센서 패키지(10, 40)로부터 획득되는 신호들은, 가령 콘솔(110) 내의 프로세싱 회로 및/또는 메모리를 통해, 의료 디바이스(100)에 관련된 위치/배향 정보를 생성하도록 프로세싱될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 실시예들은 따라서 위치/배향 정보를 제공하는 다축 자기 저항 센서 패키지를 제공한다. 패키지는 그 위에 형성되는 하나 이상의 감지 회로들을 각각 포함하는 다수의 칩들을 포함하는데, 칩들은 기존의 위치 및 배향 센서 조립체들과 비교하여 적어도 하나의 차원에 있어서의 패키지의 사이즈를 감소시키는 방식으로 공통 기판 상에 장착된다. 패키지의 제조에 있어서, 칩들은, 하나 이상의 다른 개별 칩들의 자기 저항 센서 회로에 관련된 개별 칩 상의 자기 저항 센서 회로의 배향이 알려지도록, 제어되는 배치 기술을 사용하여 기판에 부착된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위치 및 배향 센서 패키지는 유전체 기판, 및 유전체 기판에 부착되는 제 1 자기 저항 센서 칩을 포함하고, 제 1 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 위치 및 배향 센서 패키지는 또한, 유전체 기판에 부착되고 제 1 자기 저항 센서 칩 근방에 위치되는 제 2 자기 저항 센서 칩을 포함하고, 제 2 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 제 1 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로는 제 2 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로와는 상이한 방향으로 배향된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법은, 유전체 기판을 제공하는 단계, 및 유전체 기판에 제 1 자기 저항 센서 칩을 부착하는 단계를 포함하고, 제 1 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 방법은 또한, 제 2 자기 저항 센서 칩이 제 1 자기 저항 센서 칩 근방에 위치되도록 유전체 기판에 제 2 자기 저항 센서 칩을 부착하는 단계를 포함하고, 제 2 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함한다. 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들은, 제 1 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로와 제 2 자기 저항 센서 칩의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로 사이의 알려진 각도를 형성하도록 유전체 기판에 부착된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다축 자기 저항 센서 패키지는 유전체 기판 및 도전성 인터커넥트들, 도전성 인터커넥트들에 전기적으로 커플링되도록 유전체 기판에 부착되는 제 1 자기 저항 센서 칩, 및 도전성 인터커넥트들에 전기적으로 커플링되도록 유전체 기판에 부착되는 제 2 자기 저항 센서 칩을 포함하는 플렉스 회로를 포함한다. 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함하는데, 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들은, 제 1 자기 저항 센서 칩 상의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로의 배향이 제 2 자기 저항 센서 칩 상의 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로의 배향과 알려진 각도만큼 상이하도록 플렉스 회로에 부착된다.
이 기재된 설명은 최적 모드를 포함하여, 본 발명을 개시하기 위해, 또한 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 구성하고 사용하며 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 임의의 당업자가 본 발명을 실시하도록 예시들을 사용한다. 본 발명의 특허가능한 범위는 본 청구항들에 의해 규정되며, 당업자가 떠올릴 수 있는 다른 예시들을 포함할 수 있다. 그러한 다른 예시들은, 그 예시들이 본 청구항들의 문어적 언어(literal language)와 상이하지 않은 구조적 엘리먼트들을 갖거나, 또는 그 예시들이 청구항들의 문어적 언어들와 실질적으로 상이하지 않은 균등한 구조적 엘리먼트들을 포함하면, 본 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
본 발명이 제한된 수의 실시예들에만 관련하여 상세히 설명되었지만, 본 발명이 그러한 개시된 실시예들에 제한되지 않는다는 점이 쉽게 이해되어야 한다. 그 보다는, 본 발명은, 지금까지 설명되지 않았지만 본 발명의 사상 및 범위와 상응하는 임의의 수의 변경들, 대안들, 대체들 또는 균등한 배열들을 포함하도록 변형될 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 양태들이 설명된 실시예들의 일부만을 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 이전의 설명에 의해 제한적으로 해석되지 않아야 하며, 첨부된 청구항들의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 위치 및 배향(orientation) 센서 패키지로서,
    유전체 기판;
    상기 유전체 기판에 부착되는 제 1 자기 저항(magneto-resistance) 센서 칩 - 상기 제 1 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함함 - ; 및
    상기 유전체 기판에 부착되고 상기 제 1 자기 저항 센서 칩 근방에 위치되는 제 2 자기 저항 센서 칩 - 상기 제 2 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함함 -
    을 포함하고,
    상기 제 1 자기 저항 센서 칩의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로는, 상기 제 2 자기 저항 센서 칩의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로와는 상이한 방향으로 배향되는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들은, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로 사이의 배향이 알려지도록 상기 유전체 기판에 부착되는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 자기 저항 센서 칩은, 상기 유전체 기판의 길이 방향을 따라 상기 제 1 자기 저항 센서 칩과 정렬되는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각 상의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로는, 단일의 자기 저항 센서 회로를 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각 상의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로는,
    제 1 자기 저항 센서 회로; 및
    상기 제 1 자기 저항 센서 회로에 직교하여 배열되는 제 2 자기 저항 센서 회로
    를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들은 따라서 2축 센서 칩들을 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각은, 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로로부터 고정된 거리에 위치되는 캘리브레이션(calibration) 코일 - 상기 캘리브레이션 코일은 개별적인 상기 자기 저항 센서 칩의 캘리브레이션을 제공하는 캘리브레이션 자계(magnetic field)를 생성하도록 구성됨 - 을 더 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각 상의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로로부터 고정된 거리에 위치되는 공통(common) 캘리브레이션 코일 - 상기 공통 캘리브레이션 코일은 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각의 캘리브레이션을 제공하는 캘리브레이션 자계를 생성하도록 구성됨 - 을 더 포함하는 위치 및 배향 센서 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은,
    제 1 평면을 따라 위치되는 제 1 기판 부분; 및
    상기 제 1 평면에 직교하는 제 2 평면을 따라 위치되는 제 2 기판 부분
    을 포함하고,
    상기 제 1 자기 저항 센서 칩은 상기 제 1 기판 부분에 부착되고, 상기 제 2 자기 저항 센서 칩은 상기 제 2 기판 부분에 부착되는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 자기 저항 센서 칩의 근방의 상기 제 1 기판 부분에 부착되는 제 3 자기 저항 센서 칩 - 상기 제 3 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함함 - 을 더 포함하고,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 자기 저항 센서 칩들은 3축 센서 패키지를 형성하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은 그 위에 형성되는 복수의 연결 패드들을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각은 그 위에 형성되는 복수의 칩 패드들을 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들의 개별적인 칩 패드들을, 플립 칩 부착을 통해 상기 유전체 기판의 개별적인 연결 패드들에 접합(join)시키는 솔더를 더 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은, FR4, 세라믹, 또는 폴리이미드 재료 중 하나를 포함하고, 상기 유전체 기판은 그 위에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들로부터 신호들을 수신하고 전송하기 위해 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들에 연결되는 복수의 전기 리드(lead)들을 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지.
  12. 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법으로서,
    유전체 기판을 제공하는 단계;
    상기 유전체 기판에 제 1 자기 저항 센서 칩 - 상기 제 1 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함함 - 을 부착하는 단계; 및
    제 2 자기 저항 센서 칩이 상기 제 1 자기 저항 센서 칩 근방에 위치되도록 상기 유전체 기판에 상기 제 2 자기 저항 센서 칩 - 상기 제 2 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함함 - 을 부착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 유전체 기판에 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들을 부착하는 단계는, 상기 제 1 자기 저항 센서 칩의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로와 상기 제 2 자기 저항 센서 칩의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로 사이의 알려진 각도를 형성하도록 상기 유전체 기판에 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들을 부착하는 단계를 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 유전체 기판에 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들을 부착하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들의 칩 패드들과 상기 유전체 기판의 연결 패드들 사이의 전기적 연결을 제공하는 리플로우 솔더(reflow-solder)로, 상기 유전체 기판으로의 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들의 플립-칩 부착을 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 유전체 기판에 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들을 부착하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들이 상기 유전체 기판의 길이 방향을 따라 정렬되도록 상기 유전체 기판에 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들을 부착하는 단계를 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 유전체 기판은, 제 1 평면을 따라 위치되는 제 1 기판 부분 및 상기 제 1 평면에 직교하는 제 2 평면을 따라 위치되는 제 2 기판 부분을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들을 부착하는 단계는,
    상기 제 1 기판 부분에 상기 제 1 자기 저항 센서 칩을 부착하는 단계; 및
    상기 제 2 기판 부분에 상기 제 2 자기 저항 센서 칩을 부착하는 단계
    를 포함하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 제 3 자기 저항 센서 칩이 상기 유전체 기판의 길이 방향을 따라 상기 제 1 자기 저항 센서 칩과 정렬되도록 상기 제 1 기판 부분에 상기 제 3 자기 저항 센서 - 상기 제 3 자기 저항 센서 칩은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로를 포함함 - 를 부착하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 자기 저항 센서 칩들은 3축 센서 패키지를 형성하는 것인 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 유전체 기판 상에 공통 캘리브레이션 코일 - 상기 공통 캘리브레이션 코일은 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각 상의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로로부터 고정된 거리에 위치되고, 상기 공통 캘리브레이션 코일은 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각의 캘리브레이션을 제공하는 캘리브레이션 자계를 생성하도록 구성됨 - 을 형성하는 단계를 더 포함하는 위치 및 배향 센서 패키지를 제조하는 방법.
  18. 다축(multi-axis) 자기 저항 센서 패키지로서,
    유전체 기판 및 도전성 인터커넥트(interconnect)를 포함하는 플렉스(flex) 회로;
    상기 도전성 인터커넥트에 전기적으로 커플링되도록 상기 유전체 기판에 부착되는 제 1 자기 저항 센서 칩; 및
    상기 도전성 인터커넥트에 전기적으로 커플링되도록 상기 유전체 기판에 부착되는 제 2 자기 저항 센서 칩
    을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들 각각은 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로 - 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들은, 상기 제 1 자기 저항 센서 칩 상의 상기 적어도 하나의 자기 저항 회로의 배향이 상기 제 2 자기 저항 센서 칩 상의 상기 적어도 하나의 자기 저항 센서 회로의 배향과 알려진 각도만큼 상이하도록 상기 플렉스 회로에 부착됨 - 를 포함하는 것인 다축 자기 저항 센서 패키지.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 2 자기 저항 센서 칩은, 상기 다축 자기 저항 센서 패키지의 폭이 상기 제 1 및 제 2 자기 저항 센서 칩들의 폭과 대략 동일하도록 상기 플렉스 회로의 길이 방향을 따라 상기 제 1 자기 저항 센서 칩과 정렬되는 것인 다축 자기 저항 센서 패키지.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 플렉스 회로는, 상기 플렉스 회로가 L자 형상을 포함하도록 서로 직교하여 배향되는 제 1 및 제 2 기판 부분을 포함하고,
    상기 제 1 자기 저항 센서 칩은 상기 제 1 기판 부분에 부착되고, 상기 제 2 자기 저항 센서 칩은 상기 제 2 기판 부분에 부착되는 것인 다축 자기 저항 센서 패키지.
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