[发明专利]磁感测装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种磁感测装置，且特别是有关于一种磁阻式感测装置的线圈结构设计。

背景技术

磁阻效应(Magnetoresistance Effect，MR)是指特定磁阻材料的电阻随着外加磁场的变化而改变的效应。由于上述特性，磁阻材料通常被应用在各种磁力或磁场的感测装置当中，例如可用于固态罗盘定位(compassing)、金属检测以及位置检测等场合。

目前以磁阻材料进行磁感测的装置，较常见的如巨磁阻(Giant Magnetoresistance，GMR)磁传感器与异向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance，AMR)磁传感器等。

巨磁阻效应存在于铁磁性(如：Fe，Co，Ni)与非铁磁性(如：Cr，Cu，Ag，Au)所形成的多层膜系统，由于巨磁阻(GMR)传感器需要铁磁性与非铁磁性材料交替设置的多层膜结构，在制造上较为复杂。

异向性磁阻效应存在于铁磁性(如：Fe，Co，Ni)材料及其合金块材或薄膜上。异向性磁阻(AMR)传感器的磁阻变化量于异向性磁阻材料上所通过的工作电流有关。

磁阻传感器中的磁阻材料具有一磁化方向，随着周围环境磁场的变化，各别磁阻材料的磁化方向将相对应地改变，因此，不同的环境条件下，磁阻材料各自的初始磁化方向将有所不同。

另一方面，温度变化亦可能导致磁阻传感器发生磁感测上的灵敏度偏差。使得磁阻传感器在高温与低温操作下呈现不同的感测结果。如此一来，将导致磁阻传感器的输出结果失真。

传感器的温度漂移可透过通过特定线圈对磁阻传感器建立正向和反向的重置磁场，并比较在正向和反向重置磁场下的传感器输出结果来进行补偿，然而，已知的补偿线圈仅有约一半的线段被用来建立同向的磁场，面积利用效率仅约50％，使得补偿线圈占去不必要的空间。此外，已知的补偿线圈为单螺旋式，在宽度方向上尺寸较大，使得补偿线圈占去不必要的空间。

发明内容

为解决上述问题，本发明揭露一种磁感测装置，其包含多个磁阻感测单元、补偿线圈以及重置线圈。其中，补偿线圈用以导入补偿电流以建立补偿磁场，以校正不同温度下的灵敏度偏差。重置线圈用以导入重置电流以建立重置磁场，借此在进行感测之前，重置磁阻感测单元的磁化方向，使磁阻感测单元的磁化方向一致，借此确保磁感测装置的感测精确度。此外，本案的补偿线圈的线路配置具有彼此反向的双螺旋结构，借此，可使补偿线圈所占用的宽度最小，并使得补偿电流通过磁阻感测单元附近时具有相同的电流流向。

本发明的一方面是在提供一种磁感测装置，其包含基板、多个磁阻感测单元、重置线圈以及补偿线圈。磁阻感测单元分别设置于该基板上。重置线圈设置于该些磁阻感测单元上方，该重置线圈用以导入一重置电流。补偿线圈设置于该些磁阻感测单元上方，该补偿线圈用以导入一补偿电流，该补偿线圈的线路配置包含彼此反向的一第一螺旋部分以及一第二螺旋部分。

根据本发明内容的一实施例，其中该补偿线圈包含多个主要线段以及多个连接线段，其中该些主要线段平行排列且彼此间留有空隙，其中每一连接线段连接于其中两个主要线段的相邻端点之间，并使该补偿线圈中的该些主要线段以及该些连接线段连接为该第一螺旋部分以及该第二螺旋部分。

根据本发明内容的一实施例，其中该些主要线段的配置方向与该些磁阻感测单元的配置方向平行。

根据本发明内容的一实施例，该些连接线段的配置方向与该些磁阻感测单元的配置方向垂直。

根据本发明内容的一实施例，其中该些主要线段中至少一部分主要线段覆盖该些磁阻感测单元。

根据本发明内容的一实施例，其中当该补偿电流通过覆盖该些磁阻感测单元的该至少一部分主要线段时，该补偿电流于该至少一部分主要线段上具有相同的电流流向。

根据本发明内容的一实施例，其中该第一螺旋部分为一顺时针螺旋，该第二螺旋部分为一逆时针螺旋。

根据本发明内容的一实施例，其中该第一螺旋部分为一逆时针螺旋，该第二螺旋部分为一顺时针螺旋。

根据本发明内容的一实施例，其中每一该些磁阻感应组件为一长条状，且每一该些磁阻感应组件的两端分别为锐角尖端。

根据本发明内容的一实施例，其中该磁感测装置为一异向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance，AMR)感测装置，而该些磁阻感测单元分别包含一异向性磁阻材料。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：