[发明专利]一种磁编码器芯片

说明书

本发明实施例公开了一种磁编码器芯片，包括晶圆基板、3个或6个扇形磁阻群和多个引线焊盘，每个扇形磁阻群的扇形圆心角为60°，所有扇形磁阻群均匀分布在晶圆基板上且互不交叠；每个扇形磁阻群包括n行圆弧形磁阻段，圆弧形磁阻段的圆心与扇形圆心相同，每行圆弧形磁阻段包括m个磁阻单元，m和n均为自然数且m×n＝35；每行圆弧形磁阻段中相邻两个磁阻单元的几何中心与扇形圆心构成的圆心角为各行圆弧形磁阻段以不同的角度错位排布，引线焊盘与扇形磁阻群位于晶圆基板的同一表面并通过连接引线与扇形磁阻群连接。该磁编码器芯片能够将由于磁阻单元本征谐波误差及器件排布谐波误差消除，有效提高位置或角度检测精度。

技术领域

本发明实施例涉及旋转角度测量领域，尤其涉及一种磁编码器芯片。

背景技术

目前用于高性能角度测量的旋转编码器解决方案主要为光电式和磁电式两种，其中采用光电式原理的光编码器相对磁编码器测量精度高，但抗恶劣环境干扰能力较差，由灰尘造成的光路遮挡对测量精度影响极大；磁编码器原理为磁场测量，对恶劣环境具有优秀的抵抗能力，但测量精度受敏感元件自身信号-角度相关性以及器件排布影响带来角度误差，自身精度低于光编码器。

发明内容

本发明实施例提供一种磁编码器芯片，以实现角度或位置的高精度检测。

本发明实施例提供的磁编码器芯片包括：

晶圆基板；

3个或6个扇形磁阻群；每个扇形磁阻群的扇形圆心角为60°，所有扇形磁阻群沿同一扇形圆心等角度均匀分布在晶圆基板上且互不交叠；每个扇形磁阻群包括n行圆弧形磁阻段，圆弧形磁阻段的圆心与扇形圆心相同，每行圆弧形磁阻段包括m个磁阻单元，其中，m和n均为自然数且m×n＝35；每行圆弧形磁阻段中相邻两个磁阻单元的几何中心与扇形圆心构成的圆心角为在各行圆弧形磁阻段中排位相同的磁阻单元与扇形圆心形成n条相交于扇形圆心的连线，相邻两条连线之间的夹角为且任意两个夹角不相等，其中，1≤a≤n-1，且a为自然数；

多个引线焊盘，所述引线焊盘与所述扇形磁阻群位于所述晶圆基板的同一表面，所述扇形磁阻群与所述引线焊盘通过连接引线连接。

可选的，每个扇形磁阻群中的磁阻单元的排布方式一致。

可选的，磁阻单元为各向异性磁阻、巨磁阻或隧道结磁阻中的任一种。

可选的，引线焊盘由非磁性金属构成。

可选的，磁阻单元之间填充绝缘材料。

可选的，磁编码器芯片还包括封装壳体；晶圆基板、扇形磁阻群以及引线焊盘均位于封装壳体内。

可选的，封装壳体的材料为无磁性材料。

可选的，磁阻单元的灵敏度方向均为磁阻单元指向扇形圆心的方向，或均为垂直于晶圆基板所在平面的方向。

可选的，扇形磁阻群的输出信号采用差分输出的方式输出。

本发明实施例提供的磁编码器芯片，通过在晶圆基板设置3个或6个按照如下方式排列的扇形磁阻群：扇形磁阻群内的磁阻单元排列为n行圆弧形磁阻段，每行圆弧形磁阻段中的m个磁阻单元等角度均匀分布，各行圆弧形磁阻段以不同的角度错位排布(类似层错叠瓦状排布)，从而可以利用错位排布的各段磁阻单元对目标区间旋转梯度磁场的原生输出信号的相位及幅值差异，将由于磁阻单元本征谐波误差及器件排布谐波误差消除，有效提高位置或角度检测精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种磁编码器芯片的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种磁编码器芯片的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种扇形磁阻群的结构示意图；