[发明专利]一种集成磁结构

说明书

本发明提供了一种集成磁结构。本发明描述了一种包括集成在平面基底上的至少三个磁通集中器部分的磁传感器，其中，每部分与其他部分中的至少之一相邻，并被间隙分隔开。该磁传感器至少包括第一感测元件并至少包括第二感测元件，其中，第一感测元件定位为用于感测第一部分与第二部分之间的间隙内或该间隙附近的磁通密度，第二感测元件定位为用于感测第一部分与至少另一部分之间的间隙内或该间隙附近的磁通密度。该磁传感器进一步包括进一步的感测元件，布置成用于测量与基底垂直的方向上的磁场的变化。

技术领域

本发明涉及磁传感器领域。本发明更具体地涉及一种采用集成磁集中器 (IMC)的磁传感器。

背景技术

在不同的技术领域，例如电子装置及集成装置、传感器、指南针，工业应用或汽车应用(例如齿轮齿传感器、转向角或传输位置传感器等)等领域，磁场检测及定向性是具有优势的。磁传感器应高度集成，紧凑小巧，物美价廉并具有高灵敏度。传统上，采用霍尔传感器，但其磁场灵敏度往往还不够满足于速度，分辨率及灵敏度日益增长的要求。

软磁材料可以用于磁通集中器。通量集中允许重新定向场线并将场线集中在预定区域，以便可以放置磁感测元件。即使所述感测元件仅覆盖较小的区域和/或信号弱，通过增加感测元件场线的数量，一般会导致较高的检测信号。因此，总体来说，磁集中器可以用于提高磁传感器的灵敏度。

采用特殊设计的传感器可以进一步提高灵敏度，例如基于巨磁电阻 (GMR)带，隧道磁电阻(TMR)或异向性磁电阻(AMR)元件之类的超材料的传感器，其表现出高于霍尔传感器的磁场灵敏度。

美国专利8957679公开了一种用于测量磁场中一个或多个元件的组件，展现了其高灵敏度。该组件包括通量集中器并采用层电阻，所述通量集中器由软磁表面区域组成，所述层电阻展现了由巨磁电阻(GMR)效应产生的电阻变化，担当磁敏元件的角色。为了获得两个正交方向中的磁场，通常采用两个镜像对称布置的集中器。但是，两个集中器的使用也增大了组件的尺寸，使其对于例如在汽车和齿轮齿传感器中使用的集成装置，可携带及可穿戴装置等来说不太理想。

磁通集中器局部改变了其周围磁场的形状，因此，也允许感测不同于磁传感器灵敏度方向中的磁场。为了测量例如设置有两个具有大致相同灵敏度方向的传感器的平面内两个不平行方向中的磁场，每个传感器可以设置有独立的IMC结构，用于局部分散磁场，因此，允许测量两个不平行方向中的场元件。当采用例如钉在基底上并对磁场相同方向灵敏的GMR元件时，必须谨慎地控制传感器中元件的方向，以避免错误读数。此外，也可能出现关于两个传感器之间的串扰问题。

发明内容

本发明实施例的一个目标是提供一种集中器以及一种紧凑型磁传感器，其可以测量平面内多于一个方向上的磁场的磁通密度。

本发明涉及一种磁传感器，其包括在限定了平面的基底上的至少三个磁通集中器部分，所述至少三个部分之一与其他部分之一相邻且被间隙分隔开。所述传感器至少包括第一磁感测元件并至少包括第二磁感测元件，所述第一磁感测元件定位为用于感测第一部分与第二部分之间的间隙内或该间隙附近的磁通密度，所述第二磁感测元件定位为用于感测所述第一部分与第三部分之间的间隙内或该间隙附近的磁通密度。例如，所述至少第一感测元件与所述至少第二感测元件设置在间隙内或靠近间隙。在提及感测元件定位为靠近所述间隙的位置的情况下，可以是指离间隙中心一定距离的位置，该距离不远于与间隙长度与磁通集中器的厚度之和对应的距离。

所述磁传感器进一步包括进一步的感测元件，用于测量与所述基底垂直的方向上的所述磁场的变化。

本发明实施例的优势在于，可以测量由IMC结构的不对称性导致的Bz 磁场的磁场线的偏差。

本发明实施例的优势在于，可以获得相同位置处的两个信号的测量数据，因此，减小了所述感测元件和磁铁的偏移。