[发明专利]平面化的三维磁感测芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维磁感测芯片，尤其是利用磁束偏折集中结构，而能在同一平面量测出磁通量三维的分量。

背景技术

磁传感器被广泛的应用于各种行业中，主要用于感测磁场，比如：地球磁场传感器、线性传感器、角度传感器和开关传感器等等多种应用，藉以感测磁场来做包括方向定位或进行导航或进行量测等等多样性变化。随着科技的发展，例如汽车导航系统、智能型手机，作为导航之用，因此，磁感应器的需求也随之增加，藉由磁感应的特性，能够迅速地应用在导航及全球定位系统。现代电子产品设计均已朝向将数个不同功能的装置合并至一单一电子产品内，当随着电子产品的轻薄短小设计，降低整体产品体积的同时，磁感应器的设计也受到考验。

传统的磁感应器是设置三个相同结构的磁感应器，将两者设置于同一平面的垂直方向，用以量测磁场的X轴分量及Y轴分量，而用以量测磁场Z轴分量的另一个磁传感器，需要与其它两者垂直设置，由于目前集成电路的尺寸设计越来越小，由于垂直连接，制程需要两段式进行，且垂直连接的过程，在制程上难以标准化，良率难以提高，容易产生失败，而使得整体的成本提高。

因此，需要一种能够降低整体体积，将三方向的磁感应器设置于同一平面来减少制程上的问题的传感器结构。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种平面化的三维磁感测芯片，包含电路芯片基板、第一磁传感器、第二磁传感器、第三磁传感器以及磁束偏折集中结构，第一磁传感器、第二磁传感器、第三磁传感器以及磁束偏折集中结构设置于电路芯片基板的上表面，并与电路芯片基板中的电路电气连接。第一磁传感器与第二磁传感器共同量测一磁通量在第一方向以及第三方向的分量。第三磁传感器用以量测磁通量在第二方向的分量，第二方向与该第一方向在一平面上相互垂直，该第三方向与该第一方向与该第二方向垂直。

磁束偏折集中结构，设置于该第一磁传感器及该第二磁传感器之间，将该磁通量在该第三方向的分量集中，并偏折至该第一方向，从而藉由该第一磁传感器及该第二磁传感器在该第一方向上量测到该磁通量在该第三方向的分量。

进一步地，以一组第四磁感应器及第五磁感应器来取代第三磁传感器，磁束偏折集中结构设置于该第一磁传感器及该第二磁传感器之间，及/或该第四磁传感器及该五磁传感器之间，将该磁通量在一第三方向的分量集中，并偏折至该第一方向或该第二方向，而藉由该第一磁传感器及该第二磁传感器在该第一方向上量测该磁通量在该第三方向的分量，或是藉由该第四磁传感器及该第五磁传感器在该第二方向上量测该磁通量在该第三方向的分量。

利用磁束偏折集中结构能与量测第一方向及第二方向的第一磁传感器、第二磁传感器，第三磁传感器(或第四磁感测及及第五磁传感器)，以半导体制程的方式完成，或者是预先置备再行切割放置于所配置的位置，或以物理性或化学性沉积并加以蚀刻而成，亦可以嵌入式结构实行；利用偏折磁通量的方式，在平面上量测出三维的磁通量，而不需用传统方式以两段式的制程装设第三方向的磁传感器，而大幅提高了磁感应器的产率及良率。

附图说明

图1A为本发明平面化的三维磁感测芯片第一实施例的示意图；

图1B为本发明平面化的三维磁感测芯片第二实施例的示意图；

图1C为本发明平面化的三维磁感测芯片第三实施例的示意图；

图2A为磁束偏折集中结构的磁力线分布的示意图；以及

图2B为磁束偏折集中结构的磁的向量简易示意图。

其中，附图标记说明如下：

1平面化的三维磁感测芯片

2平面化的三维磁感测芯片

3平面化的三维磁感测芯片

10电路芯片基板

21第一磁传感器

23第二磁传感器

30第三磁传感器

31第四磁传感器

33第五磁传感器

40磁束偏折集中结构

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。