[发明专利]一种单芯片三轴磁场感测装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种磁场感测装置，更明确地说，是关于一种单芯片三轴磁场感测装置。

背景技术

传统磁场感测装置100如图1所示，主要是由设置在基板110上的四个磁阻感测组件120、130、140、150，以惠斯登电桥(Wheatstone bridge)方式彼此电性连接所组成，并可借由读取电压计160的电压值来得知空间中与基板表面平行的磁场大小。然而公知的磁场感测装置只能感测出平行基板表面的单一轴向(即X轴或Y轴)的磁场大小，而无法测得垂直基板表面方向(即Z轴)的磁场大小。

磁阻感测的技术发展至今，虽然已能将用以感测平行基板表面的两个不同轴向磁场的磁场感测装置整合于同一基板上，然而此两轴向仍然限定在X轴与Y轴。目前仍无技术可达成将X轴、Y轴与Z轴等三轴向的磁场感测装置整合于同一基板上，且可避免Z轴的磁阻感测数值不受X轴与Y轴磁场的影响。

因此仍有必要提出一种能于同一基板上对三个轴向的磁场进行磁阻感测的装置，借此达成磁阻感测结构的精简与整合性，并提升不同轴向的磁阻感测数值上的精确性。

发明内容

本发明的一实施例提供一种三轴单芯片磁场感测装置，包含：基板，具有一表面；第一感测模块，包含至少一第一磁阻感测组件并用以感测平行该基板表面的第一磁场分量；第二感测模块，包含至少一第二磁阻感测组件并用以感测平行该基板表面的第二磁场分量；第三感测模块，包含至少一第三磁阻感测组件并用以感测垂直该基板表面的第三磁场分量；及至少一线圈，用以设定/重设定位于其上方或下方的磁阻感测组件的磁化方向，其中该第一磁阻感测组件与该第二磁阻感测组件中的一者及该第三磁阻感测组件是位于该至少一线圈的正上方或正下方。

本发明的另一实施例提供一种三轴单芯片磁场感测装置，包含：基板，具有一表面；位于该基板上的第一感测模块，包含至少一第一磁阻感测组件并用以感测平行该基板表面的第一磁场分量；位于该基板上的第二感测模块，包含至少一第二磁阻感测组件并用以感测平行该基板表面的第二磁场分量；位于该基板上的第三感测模块，包含至少一第三磁阻感测组件并用以感测垂直该基板表面的第三磁场分量，其中该第三磁阻感测组件包含：水平磁阻层，实质上平行于该基板表面；导电部，位于该水平磁阻层的上方或下方与其电耦合，且该导电部的长度延伸方向是不平行于该水平磁阻层的长度延伸方向；及磁场感应层，不平行于该基板表面且自该水平磁阻层的一侧向上或向下延伸而与该水平磁阻层磁性耦合。

为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图式，作详细说明如下。需注意的是，所附图式中的各组件仅是示意，并未按照各组件的实际比例进行绘示。

附图说明

图1为传统磁场感测装置的示意图；

图2A为本发明的一实施例的一种单芯片三轴磁场感测装置的结构示意图；

图2B为本发明的另一实施例的第三磁阻感测组件于线圈中的设置示意图；

图2C为本发明的另一实施例的第三磁阻感测组件于线圈中的设置示意图；

图2D为本发明的另一实施例的三轴度磁场感测装置的结构示意图；

图2E为本发明的另一实施例的三轴磁场感测装置的结构示意图；

图2F为本发明的另一实施例的具有并联线圈的三轴磁场感测装置的结构示意图；

图3A-3C为本发明的另一实施例的第三磁阻感测组件的结构示意图；

图4-7为本发明的更另一实施例的第三磁阻感测组件的结构示意图。

具体实施方式

本发明在此所探讨的是一种Z轴磁阻感测组件与包含此Z轴磁阻感测组件的单芯片三轴磁场感测装置，本发明的单芯片三轴磁场感测装置可感测垂直基板表面的Z轴磁场以及平行基板表面的X轴与Y轴磁场，并可以包含感测装置常用的其他结构如：设定或重设定电路；各式用以放大信号、过滤信号、转换信号用的电路；屏蔽非所需的电磁干扰用的屏蔽结构等。为了能彻底且清楚地说明本发明及不模糊本发明的焦点，便不针对这些常用的结构多做介绍，但本发明的单芯片三轴磁场感测装置可选择性地包含这些常用的结构。