一种垂直磁传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种垂直磁传感器，所述垂直磁传感器包括磁传感器本体、自检电路；所述磁传感器本体包括基底和感应单元，基底上设有沟槽，沟槽的侧壁设有磁性机构，该磁性机构作为导磁单元；所述自检电路靠近导磁单元设置，通入电流的自检电路产生磁场的方向与导磁单元呈0～30°角。优选地，所述自检电路产生磁场的方向与导磁单元平行或接近平行。本实用新型提出的垂直磁传感器，可产生垂直方向的磁场，用于垂直磁传感器（Z轴磁传感器）的自检。本实用新型可以在不产生水平方向磁场的同时，将垂直方向磁场强度加倍，只需设计弯折的电路以及变化垂直磁传感器导磁单元与自检电路的相对位置，结构简单。
【专利说明】一种垂直磁传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于磁传感【技术领域】，涉及一种磁传感器，尤其涉及一种垂直磁传感器。
【背景技术】
[0002]目前，在智能手机和平板电脑等消费类电子产品中越来越多地使用基于磁传感器技术的电子罗盘，给用户带来导航方面的诸多便利。近年来，对磁传感器的需求从两轴的平面磁传感器向三轴的全空间磁传感器发展。与两轴的平面磁传感器相比，三轴磁传感器多了一个感应垂直方向磁场的Z轴传感器。基于降低封装成本和器件尺寸的要求，将Z轴磁传感器与平面磁传感器集成到同一芯片的三轴磁传感器是未来的发展方向。
[0003]磁传感器要实现长期稳定的工作，就需要具备方便快捷的自检功能。在平面磁传感器中，自检电路主要产生水平方向的磁场。而在感应垂直方向磁场的Z轴磁传感器中，需要自检电路产生垂直方向的磁场，因此平面磁传感器的自检电路不能应用于Z轴磁传感器中，需要设计新型的自检电路。
[0004]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的垂直磁传感器(Z轴磁传感器)，以便克服现有磁传感器的上述缺陷。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种垂直磁传感器，可产生垂直方向的磁场，用于垂直磁传感器的自检。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种垂直磁传感器，所述垂直磁传感器包括磁传感器本体、自检电路；
[0008]所述磁传感器本体包括基底和感应单元，基底上设有沟槽,沟槽的侧壁设有磁性机构，该磁性机构作为导磁单元；
[0009]所述自检电路靠近导磁单元设置，通入电流的自检电路产生磁场的方向与导磁单元呈O?30°角。
[0010]作为本实用新型的一种优选方案，所述自检电路产生磁场的方向与导磁单元平行。
[0011]作为本实用新型的一种优选方案，所述自检电路包括若干组导线，每组导线包括平行设置的第一导线、第二导线，第一导线与第二导线的电流方向相反；所述第一导线、第二导线分别设置于对应沟槽的两侧，导磁单元设置于第一导线、第二导线之间。
[0012]作为本实用新型的一种优选方案，所述自检电路包括若干组导线，各导线顺次相连。
[0013]作为本实用新型的一种优选方案，所述第一导线、第二导线与沟槽平行设置，导磁单元与第一导线、第二导线的距离相等。
[0014]作为本实用新型的一种优选方案，所述自检电路包括若干导线，各导线分别靠近对应的沟槽设置，导磁单元设置于对应导线边缘处的正下方。
[0015]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:在自检电路中，自检电流在宽度为I?20微米的金属导线中传导，在空间不同位置产生不同大小和方向的磁场。在需要产生垂直的自检磁场处，金属导线弯折180度，使电流的方向也转动180度，同时将垂直磁传感器的沟槽侧壁处的导磁单元置于金属导线弯折的中心处。此外，控制弯折处两侧金属导线的间距为0.5?10微米，以获得足够强度的垂直磁场。由于弯折处两侧金属导线的电流大小相等方向相反，则垂直磁传感器导磁单元处的垂直磁场强度加倍，而水平磁场相互抵消而为零，因此可以达到产生垂直方向自检磁场的目的。
[0016]在垂直磁传感器中，通过ASIC电路的状态机来控制和发射自检电流脉冲，此时垂直磁传感器会感受到自检电路产生的垂直方向磁场，进而产生AMR单元电阻的变化和桥压的变化，同时变化的桥压会输入到ASIC电路中进行计算和判断，从而检测传感器是否正常工作。
[0017]本实用新型的有益效果在于:本实用新型提出的垂直磁传感器，可产生垂直方向的磁场，用于垂直磁传感器(Z轴磁传感器)的自检。本实用新型可以在不产生水平方向磁场的同时，将垂直方向磁场强度加倍，只需设计弯折的电路以及变化垂直磁传感器导磁单元与自检电路的相对位置，结构简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是实施例一中本实用新型垂直磁传感器自检电路的原理图。
[0019]图2是图1的A-A向剖视图(包含自检电流产生的磁场分布)。
[0020]图3是实施例二中本实用新型垂直磁传感器自检电路的原理图。
[0021 ] 图4是图3的B-B向剖视图(包含自检电流产生的磁场分布)。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
[0023]实施例一
[0024]请参阅图1、图2，本实用新型揭示了一种垂直磁传感器，所述垂直磁传感器包括磁传感器本体2、自检电路；所述磁传感器本体2包括基底，基底上设有感应单元(感应单元未画出)，基底上靠近感应单元处设有沟槽，沟槽的侧壁设有磁性机构，该磁性机构作为导磁单元3。导磁单元3的一部分可以延伸出沟槽、设置于基底上；导磁单元3位于基底上部分靠近对应的感应单元设置。所述导磁单元用以感应垂直方向的磁信号，并将该磁信号输出到感应单元进行测量；所述感应单元测量水平方向的磁场，结合导磁单元输出的磁信号，能测量被导磁单元引导到感应单元的垂直方向磁场。
[0025]所述自检电路靠近导磁单元设置，通入电流的自检电路产生磁场的方向与导磁单元呈O?30°角。优选地，所述自检电路产生磁场的方向与导磁单元3平行。
[0026]本实施例中，所述自检电路包括若干组导线1，每组导线包括平行设置的第一导线11、第二导线12，第一导线11与第二导线12的电流方向相反；所述第一导线11、第二导线12分别设置于对应沟槽的两侧，导磁单元3设置于第一导线11、第二导线12之间。此外，本实施例中，所述自检电路包括若干组导线，各导线顺次相连。当然，各导线也可以分离设置，确保第一导线11与第二导线12的电流方向相反即可。
[0027]为了使所述自检电路产生磁场的方向能与导磁单元3平行或接近平行，所述第一导线11、第二导线12与沟槽平行设置，导磁单元3与第一导线11、第二导线12的距离相等。
[0028]具体地，请参阅图1，将垂直磁传感器的沟槽侧壁处的导磁单元3放置于自检电路的第一弯折类型5处(即第一导线11和第二导线12的交接处)的中心线上。通过调整自检电流的大小和方向，就可以在垂直磁传感器的沟槽侧壁处的导磁单元3处产生不同大小的垂直向上或者向下的自检磁场4。
[0029]自检电路中可以有多个180度的弯折处，每个第一弯折类型5之后需要有一个第二弯折类型6 (即上一组第二导线12与下一组第一导线11的交接处)来恢复原来的电流方向。在第一弯折类型5处两侧金属导线的间距应控制在0.5?10微米以内以获得足够高的垂直磁场强度，而在第二弯折类型6处两侧金属导线的间距应大于5?10微米，以避免在第二弯折类型6处产生相反方向的垂直磁场。
[0030]在图2中，自检电路的第一弯折类型5处中心线附近的自检磁场4都是垂直方向的，因此，将垂直磁传感器的沟槽侧壁处的导磁单元3放置在第一弯折类型5处中心线附近一定范围内都可以实现自检功能。自检磁场4的大小可以通过调整自检电流的大小、金属导线I的宽度以及第一弯折类型5处两侧金属导线的间距来实现。
[0031]实施例二
[0032]请参阅图3、图4，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述自检电路包括若干导线1，各导线I分别靠近对应的磁传感器本体2的沟槽设置，导磁单元3设置于对应导线I边缘处的正下方。
[0033]如图3所示，将垂直磁传感器的沟槽侧壁处的导磁单元3放置于自检电路导线边缘处的正下方。此时，自检电流在沟槽侧壁导磁单元3处产生的磁场以垂直分量为主，导磁单元3对该处磁场的水平分量不敏感，所以导磁单元3感受到的有效自检磁场是垂直方向的。
[0034]如图4所示，自检电路导线边缘及侧面处的磁场方向都趋近于垂直，所以将垂直磁传感器的沟槽侧壁处的导磁单元3放置在导线边缘及侧面的下方都可以感受到垂直方向的自检磁场，从而实现自检功能。
[0035]综上所述，本实用新型提出的垂直磁传感器，可产生垂直方向的磁场，用于垂直磁传感器(Z轴磁传感器)的自检。本实用新型可以在不产生水平方向磁场的同时，将垂直方向磁场强度加倍，只需设计弯折的电路以及变化垂直磁传感器导磁单元与自检电路的相对位置，结构简单。
[0036]这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【权利要求】
1.一种垂直磁传感器，其特征在于，所述垂直磁传感器包括磁传感器本体、自检电路； 所述磁传感器本体包括基底和感应单元，基底上设有沟槽，沟槽的侧壁设有磁性机构，该磁性机构作为导磁单元； 所述自检电路靠近导磁单元设置，通入电流的自检电路产生磁场的方向与导磁单元呈O?30°角。
2.根据权利要求1所述的垂直磁传感器，其特征在于: 所述自检电路产生磁场的方向与导磁单元平行。
3.根据权利要求1所述的垂直磁传感器，其特征在于: 所述自检电路包括若干组导线，每组导线包括平行设置的第一导线、第二导线，第一导线与第二导线的电流方向相反； 所述第一导线、第二导线分别设置于对应沟槽的两侧，导磁单元设置于第一导线、第二导线之间。
4.根据权利要求3所述的垂直磁传感器，其特征在于: 所述自检电路包括若干组导线，各导线顺次相连。
5.根据权利要求3所述的垂直磁传感器，其特征在于: 所述第一导线、第二导线与沟槽平行设置，导磁单元与第一导线、第二导线的距离相坐寸ο
6.根据权利要求1所述的垂直磁传感器，其特征在于: 所述自检电路包括若干导线，各导线分别靠近对应的沟槽设置，导磁单元设置于对应导线边缘处的正下方。
【文档编号】G01R35/00GK203759234SQ201320884318
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】张开明, 万虹, 张挺, 杨茜 申请人:上海矽睿科技有限公司