推挽式芯片翻转半桥磁阻开关的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种推挽式半桥磁阻开关。该磁阻开关包括两个磁传感芯片，每个磁传感芯片具有一个磁感应电阻器以及磁感应电阻器的电气连接焊盘，其特征在于，所述两个磁传感芯片电气互连，二者感应方向反平行，构成推挽式半桥电路，所述磁感应电阻器包括一个或多个串联连接的磁电阻元件，所述磁感应电阻器的焊盘位于所述磁传感芯片的相邻边，且每一焊盘能够容纳至少两个焊线的焊接。根据本发明的磁阻开关能提高传感器的灵敏度，减小输出电压的偏差以及输出电压随温度的漂移，有利于减小开关传感器的体积并且提高开关传感器的性能。
【专利说明】推挽式芯片翻转半桥磁阻开关
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在单一封装中含多个芯片的磁阻传感器产品。更具体地，本发明 涉及一种推挽式芯片翻转半桥磁阻开关。
【背景技术】
[0002] 磁性开关传感器广泛用于消费电子、白色家电、三表（电表、水表、气表)、汽车以及 工业应用等领域。目前主流的磁性开关传感器有霍尔传感器和各向异性磁阻(AMR)传感器。 在消费电子和三表应用领域，霍尔开关传感器和AMR开关传感器的功耗可达几微安，这是 牺牲其工作频率的情况下获得的，其工作频率为十几赫兹，其开关点为几十高斯；在汽车、 工业应用等需要高工作频率的环境，霍尔开关传感器和AMR开关传感器的功耗为毫安级， 其工作频率为千赫兹级。
[0003] 以磁性隧道结（MTJ)元件为敏感元件的传感器是近年来开始工业应用的新型磁电 阻效应传感器，它利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应，主要表现在磁性多层膜材 料中随着外磁场大小和方向的变化，磁性多层膜的电阻发生明显变化。在消费电子和三表 等低功耗应用领域，以MTJ元件为敏感元件的开关传感器在工作频率为千赫兹时的功耗为 微安级，开关点为十几高斯；在汽车、工业应用等需要高工作频率的环境，以MTJ元件为敏 感元件的开关传感器的工作频率可达兆赫兹，功耗仅为微安级别。
[0004] 由于现有开关传感器无论在休眠或工作状态功耗都较高，且工作频率低，为此需 要一种高灵敏度，无论在休眠或工作状态功耗低，响应频率高，体积小的开关传感器。
【发明内容】
[0005] 现有的开关传感器无论在休眠或工作状态功耗都较高，且工作频率低，为此需要 一种高灵敏度，无论在休眠或工作状态功耗低，响应频率高，体积小的开关传感器。本发明 提出了一种推挽式芯片翻转半桥磁阻传感器，可以提高传感的性能。
[0006] 为了是实现上述目的，本发明提出的方案是，推挽式半桥磁阻开关包括两个磁感 应电阻，每个磁感应电阻在各自独立的芯片上，构成独立的磁传感芯片。磁传感芯片之一相 对于另一个磁传感芯片在感应平面内旋转了 180°，实现了半桥形式的输出电路。这种半桥 电路外围可以连接诸如电源调整电路、放大电路、数字开关控制电路等特定的驱动电路。这 两个磁传感芯片带有用于引线键合的焊盘，磁阻磁传感芯片和其他电路通过引线键合的方 式实现电气连接。
[0007] 根据本发明的推挽式半桥磁阻开关可以达到的有益效果有：推挽全桥的结构能提 高传感器的灵敏度；两个传感器芯片可以较好地匹配，减小输出电压的偏差，并且减小输出 电压随温度的漂移；新颖的封装和引线键合方式有利于减小开关传感器的体积并且提高开 关传感器的性能。
[0008] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术方案， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的优选实施例并配合附图详细说明如后。 本发明的【具体实施方式】由以下实施例详细给出。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0010] 图1是连到电表的MTJ元件的横截面示意图。
[0011] 图2是串联的MTJ元件构成的磁电阻元件串的横截面示意图。
[0012] 图3是位于两个永磁体之间的MTJ元件的透视图。
[0013] 图4是磁感应电阻与外加磁场的关系图。
[0014] 图5是TMR元件构成的半桥电路的电压与外加磁场的关系图。
[0015] 图6是根据本发明中的包括磁传感芯片和ASIC的推挽式半桥磁阻开关的电路框 图
[0016] 图7 (a)和（b)是根据本发明第一实施例的磁传感芯片的代表电路图和顶视图。
[0017] 图8是图7 (b)所示磁传感芯片的部分细节图。
[0018] 图9是根据本发明第二实施例的磁传感芯片的顶视图。
[0019] 图10是根据本发明第三实施例的磁阻传感芯片的顶视图。
[0020] 图11是根据本发明第四实施例的磁阻传感芯片的顶视图。
[0021] 图12是根据本发明第五实施例的磁阻传感芯片的顶视图。
[0022] 图13 (a)和（b)是根据本发明第一类型和第二类型的半桥电路的电路原理图。
[0023] 图14根据本发明的另一种磁阻开关电路的电路框图。
[0024] 图15 (a)和（b)展示了 ASIC的焊盘的两种分布方式。
[0025] 图16显示了根据本发明的第一种磁传感芯片磁阻传感器封装形式。
[0026] 图17显示了第二磁阻传感器磁传感芯片封装形式。
[0027] 图18显示了第三种磁阻传感器磁传感芯片封装形式
[0028] 图19显示了第四种磁阻传感器磁传感芯片封装形式
【具体实施方式】
[0029] 下面将参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
[0030] 图1是连接到电表的MTJ元件的横截面示意图，其示出MTJ元件的结构和电子测 量原理。MTJ1包括钉扎层2、隧道势垒层5和铁磁层6,也称敏感层6。钉扎层2由铁磁层 4,也称被钉扎层4和反铁磁层3构成，铁磁层4和反铁磁层3之间的交换耦合作用决定了 铁磁层4的磁化方向。隧道势垒层5通常由MgO或A1 203构成，位于铁磁层4的上部。铁磁 层6位于隧道势垒层5的上部。箭头8和箭头7分别代表被钉扎层4和敏感层6的磁化矢 量。被钉扎层4的磁化矢量8在一定大小的磁场作用下是相对固定的，敏感层6的磁化矢 量7相对于被钉扎层4的磁化矢量8的是相对自由且可旋转的。为了减小磁滞效应，可以 添加一个垂直于感应方向的磁场，交叉轴偏置场H bias(详细描述见第34段)。对于减少磁滞 效应，磁感应层的磁化矢量7需要有一个平稳的转动。反铁磁层3、铁磁层4、隧道势垒层5 和铁磁层6各层的典型厚度为0· lnm到100nm之间。
[0031] 下电极层16和上电极层17分别与反铁磁层3和敏感层6连接。电极层16,17通 常采用非磁性导电材料，能够携带电流输入欧姆计18。欧姆计18在MTJ两个电极层之间加 一固定的电势或电流，并相应产生出一电流值或电压值，从而计算出MTJ的电阻值。通常情 况下，隧道势垒层5提供了器件的大多数电阻，约为1000欧姆，而所有导体的阻值约为10 欧姆。底电极层16形成于绝缘基片9上方，绝缘基片9的边缘要超过底电极层16的边缘。 绝缘基片9形成在基底基片10的上方。基底基片的材料可以是例如，娃，也可以是石英、耐 热玻璃、GaAs、AlTiC等可以集成晶圆的材料。硅由于其易于加工为集成电路，尽管磁传感 器不总是需要这种电路，所以成为最好的选择。
[0032] 图2示出由串联的MTJ元件形成的电阻臂的横截面示意图。
[0033] 由于尺寸小，MTJ元件能够串联连接成MTJ元件串以增加灵敏度，减少1/F(1/频 率）噪声，同时可以提高其静电放电ESD性能，见图2。MTJ元件40在底电极41和顶电极 42中间，三者形成三明治结构。电流43垂直流过MTJ元件40,然后再水平流过底电极41 或顶电极42,继而再垂直流过相邻的MTJ元件，如此交替构成了 MTJ元件串的电流通路。底 电极41在绝缘基片9的上方，如果有必要，绝缘基片下方可以增加一层基底基片10。在构 成传感器的桥式电路中，有参考臂和感应臂，参考臂的电阻值不随外加磁场的变化而变化， 而感应臂的电阻值随外加磁场的变化而变化。如果使参考臂和感应臂的MTJ元件具有相同 的尺寸，可以使器件的性能不受制作工艺中刻蚀步骤的影响。同时，每一串上的MTJ元件数 量可以不同，这能使在参考臂和感应臂上设置的电阻比值达到最佳。
[0034] 芯片上的永磁铁设计
[0035] 接下来将介绍一种提供Hbias的方法，如图3所示，MTJ元件70固定在两个永磁铁 71中间，两个永磁铁定位在芯片上。考虑到清晰度，在图中就没有显示出在半导体基片底部 上构造的顶层。例如条形的永磁铁71具有宽度（W) 73,厚度（t) 74和长度（Ly) 75,其间具 有间隙（Gap)72。条形永磁铁用于提供在基片面内、其方向垂直于敏感轴或者Y轴76的交 叉偏置场。这个方向被称为交叉轴或直接称为X轴78。磁电阻元件70被设计成具有短轴 1^82、长轴1*83的椭圆形状。磁电阻元件的横截面70,如图3所示。条形永磁铁首先用强 磁场进行充磁，它们的剩余磁化强度M pm77能与MTJ元件的敏感轴或者Y轴76大致垂直，与 交叉轴或者X轴78大致平行，并位于X-Y面内。此处X轴和Y轴是标准正交的笛卡尔坐标 轴，Z轴是基片的法线方向。X-Y平面也称作为感应面。
[0036] 图4是单个磁感应电阻器的电阻值与外加磁场的关系图。如图4 (a)所示，当外 加磁场20的方向与如虚线所示的钉扎层2的磁矩方向平行，且外加磁场的强度值大于H1 时，如实线所示的敏感层6的磁矩方向与外加磁场20的方向平行，进而与钉扎层2的磁化 矢量方向平行，这时MTJ元件的电阻最小。当外加磁场20的方向与钉扎层2的磁化矢量方 向反平行时，同时外加磁场的强度大于H2时，敏感层6的磁矩方向与外加磁场20的方向平 行，进而与钉扎层2的磁化矢量方向反平行，这时MTJ的电阻最大。H1与H2之间的磁场范 围就是MTJ元件的测量范围。当将图4 (a)所对应的磁感应电阻在感应平面内旋转180° 而施加与图4 (a)相同的外加磁场时，得到的关系曲线如图4 (b)所示。
[0037] 若将两个磁感应电阻器串联，形成一个半桥电路，把其中的一个磁感应电阻器在 感应平面内进行180°的旋转，以使串联连接的两个磁感应电阻器分别具有如图4 (a)和 4 (b)的响应曲线。该半桥电路的两个磁感应电阻器对相同的外加磁场具有相反的极性响 应，并被称为推挽式半桥，因为当一个磁感应电阻器的电阻值增加时，另外一个磁感应电阻 器的电阻值减小。这种推挽式芯片翻转半桥磁阻传感器的输出如图5中的曲线21所示。 这是一个推挽式半桥电路输出电压（V)与外加磁场的H20的曲线。对于数值大的正向磁场 +H，推挽式半桥电路的输出电压为最大值V max，25。对于数值大的负向磁场-H，推挽式半桥 电路的输出电压为最小值Vmin，23。在外加磁场为零时，推挽式半桥电路的输出电压为中间 值V mid，24, Vmid大约为Vmax和Vmin的平均值。可以用电压表测量推挽式半桥电路的输出，该 输出可以作为信号处理电路如磁阻开关电路的输入。
[0038] 图6显示根据本发明中的包括磁传感芯片和ASIC的推挽式半桥磁阻开关的电路 框图。其输出特性如图5所示的推挽式半桥电路可以用来构成磁阻开关的"磁电阻传感器 (MR Sensor) "87。该推挽式半桥电路有三个连接端子，分别是电源端子Vbias、接地端子GND 和半桥输出端子。半桥输出端子的输出VMdge如图5中的曲线21所示。图6所示的 推挽式半桥磁阻开关除MR Sensor部分的电路均可以集成在一个用于将所述推挽式半桥电 路的输出信号转换成开关信号的ASIC中。该ASIC例如包括稳压电路83,内部参考电路86， 多路复用器88,低通滤波器91，以及其后依次连接的比较电路61，数字控制电路92以及锁 存和驱动电路93等。MR Sensor的具体结构将在后面进彳丁说明，图14中显不了在此开关电 路中的芯片与芯片的连接。下面将首先描述本发明的磁传感芯片的物理布局。
[0039] 每一磁感应电阻器由大量的MTJ兀件构成。磁感应电阻器位于基底基片10上，基 片材料通常是硅，也可以是玻璃、印刷电路板、氧化铝、陶瓷等材料。通过光刻等制造工艺， 可以在例如硅晶圆上的某个长方形区域内制造出大量相同的磁感应电阻器，然后利用晶圆 切割、激光切割等不损坏芯片的方法，将这些位于同一晶圆上的大量的器件分离成单独的 器件，分离后的每个器件称为一个磁传感芯片。切割工艺决定了磁传感芯片的外形，通常情 况下，芯片的外形是矩形的。如果同一晶圆上生产的芯片种类较多，会加大芯片的生产、测 试和封装的难度。因此，为了达到更好的经济效益，同一晶圆上生产的器件应尽量相同。而 本发明中的推挽式半桥电路中的两个磁传感芯片优选采用同样的器件，由此来简化生产步 骤，提高经济效益。然而在应用时，需要解决下面两个难点：如何与例如图6所示的开关中 其他电路，如线性放大电路、A/D转换电路、电源电路、控制电路等匹配，以构成正常工作的 开关；以及如何在MR Sensor中这两个磁传感芯片被布置为使得其具有相反的极性响应。
[0040] 根据本发明的技术方案，将串联的两个磁传感芯片之一进行旋转，来构成一个推 挽式半桥电路。图7 (a)和（b)显示了由磁感应电阻器构成的磁传感芯片的代表电路图和 顶视图，磁感应电阻器是由串联连接的MTJ元件构成的磁电阻元件串。框图102为磁传感 芯片的磁学和电路示意图，一个磁感应电阻器108有两个端子，例如，根据图上的位置，钉 扎层的磁化矢量8所指向的端子被命名为"顶端" 1. 1，另一端被命名为"底端" 2. 1。每一 端有两个电气上互连的端子，顶端1. 1与电气端子1. 2相连，底端2. 1与电气端子2. 2相 连，各端以及电气上互连的端子用正方形或者圆形表示，其中圆形电气端子与顶端对应，并 对应于圆焊盘104,通过这个圆焊盘来辨别磁感应电阻器的方向。黑色箭头8代表钉扎层的 磁化矢量的方向，箭头7是在某一外加磁场(如图5中20)下敏感层磁化矢量的方向，感应 轴76与钉扎层的磁化矢量8平行。
[0041] 图7 (b)中的矩形芯片101是磁传感芯片，图7 (b)具有根据本发明实施例1的物 理布局。该芯片具有四个焊盘103-106,对应7 (a)中的端子1.1，1.2,2.1，2. 2。焊盘104 是圆形的，而其他三个焊盘是正方形的。这样的布局可以起到识别芯片方向、辨别感应轴的 符号和方向的作用。永磁铁71提供交叉轴偏置场Hbias。一个磁感应电阻108由许多串联 的MTJ元件40构成。顶电极42用来实现焊盘和磁电阻元件串之间、磁电阻元件串和磁电 阻元件串之间的电气连接。
[0042] 图8是图7(b)的局部放大示意图。椭圆形的实线40是MTJ元件，长方形41是底 电极，长方形42是顶电极。图7和图8 -起构成了本发明实施例1磁传感芯片的顶视图。 下面的各实施例均采取这种电气互联方式，后面将不再赘述。图9-12分别示出了根据本发 明实施例2至实施例5的磁传感芯片的布局，其中磁电阻串的个数可不同，MTJ元件尺寸可 不同，焊盘的大小和位置可不同。
[0043] 图9中的矩形芯片101是磁传感芯片，具有根据本发明实施例2的物理布局。该 芯片具有四个焊盘103-106,是电气连接点的物理实施例。例如，焊盘104,对应端子1. 2， 具有圆形的形状，而其他三个焊盘是正方形的。永磁体71提供交叉轴偏置场Hbias。一个磁 感应电阻108由许多串联的MTJ元件40构成。顶电极42用来实现焊盘和磁电阻元件串之 间、磁电阻元件串和磁电阻元件串之间的电气连接。
[0044] 图10中的矩形芯片101是磁传感芯片，具有根据本发明实施例3的物理布局。该 芯片具有四个焊盘103-106,是电气连接点的物理实施例。例如，焊盘104,对应端子1. 2,有 圆形的形状，而其他三个焊盘是正方形的。永磁体71提供交叉轴偏置场Hbias。一个磁感应 电阻108由许多串联的MTJ元件40构成。顶电极42用来实现焊盘和磁电阻元件串之间、 磁电阻元件串和磁电阻元件串之间的电气连接。
[0045] 图11中的矩形芯片101是磁传感芯片，具有根据本发明实施例4的物理布局。该 芯片具有四个焊盘103-106,是电气连接点的物理实施例。例如，焊盘104,对应端子1. 2， 具有圆形的形状，而其他三个焊盘是正方形的。永磁体71提供交叉轴偏置磁Hbias。一个磁 感应电阻108由许多串联的MTJ元件40构成。顶电极42用来实现焊盘和磁电阻元件串之 间、磁电阻元件串和磁电阻元件串之间的电气连接。
[0046] 图12中的矩形芯片101是磁传感芯片，具有根据本发明实施例5的物理布局。该 芯片101具有两个焊盘，相对于以上的各实施例，该实施例5芯片的每个焊盘被拉长，以容 纳两个电气连接点。例如，焊盘109包含端子1. 1和1. 2对应的焊接点，焊盘110包含端子 2. 1和2. 2对应的焊接点。永磁体71提供交叉轴偏置场Hbias。一个磁感应电阻108由许多 串联的MTJ元件40构成。顶电极42用来实现焊盘和磁电阻元件串之间、磁电阻元件串和 磁电阻元件串之间的电气连接。
[0047] 图13 (a)和13 (b)是根据本发明第一类型和第二类型的"芯片翻转形成的半桥 电路"的电路原理图，显示了两个磁传感芯片101和10Γ在感应平面内进行180度旋转和 放置的两种方法的电学和磁学的示意图。这两种配置由芯片的中心点矢量方向和感应轴之 间的关系来描述。配置118中，两磁传感芯片的感应轴与磁传感芯片中心之间的连线互相 平行。配置119中，两磁传感芯片的感应轴与磁传感芯片中心之间的连线互相垂直。像上 面所述一样，感应轴76与每个磁传感芯片上的黑箭头平行。
[0048] 配置118和配置119分别有三个电气终端：GND111，Vfcidge112, Vbias113。另外，还 有一些电气连接线114-117,这些线也可称为焊线，可以作为芯片内部焊盘到器件外部焊 盘的电气连接线。通过连接线117,两个芯片101和10Γ构成了串联结构，位于半桥电路低 端的磁传感芯片通过连接线114连接到GND。位于半桥电路高端的磁传感芯片通过连接线 116连接到电源Vbias，半桥电路的输出通过连接线115连接到输出端VMdge。
[0049] 图14是图6改进的推挽式半桥磁阻开关的电路方框图，其中添加了图13中的芯 片翻转形成的半桥电路。图14中框线87是芯片翻转形成的半桥电路的电路框图，框线130 是图6所示的ASIC电路框图，将ASIC电路图中的连接点GND111，V fcidge112和Vbias113分 别与半桥电路对应端子相连，即可完成半桥电路和ASIC电路的互连。ASIC的外部端子有： Vcc81、Vwt85以及GND111'，位于图右侧。GND111和GND111'可以通过一根集成在芯片上的 长的键合线相连，或者在一个大焊盘上实现GND111和GND11Γ两个接地点。
[0050] 图15是图14中ASIC焊盘的两种分布方式的顶视图。图15 (a)是第一种方式形 成的 ASIC130,它具有以下焊盘：Vcc81，ν_85, GND111 和 11Γ，Vfcidge112 和 Vbias113。图 15 (b)是第二种方式形成的ASIC130'。它具有以下的焊盘：V。。81、V。ut85、GNDlll和llΓ(两 个独立的焊盘)，V Mdge (2个）112和Vbias113。这两种芯片具有相似的功能，但每个版本支 持不同的互连布局。
[0051] 要形成一个完整的磁阻开关，需要将例如ASIC的集成电路和两个磁阻传感芯片 封装为一个单一的三端封装件。下面参照图16-19来描述根据本发明的一些可能的封装方 法。
[0052] 图16左侧所示为芯片引线框架和引线键合图。矩形框143是芯片引线框架的基 岛，由铜或者其他导电材料制作而成，基岛143与传感器的接地端140相连。磁传感芯片 101和10Γ位于基岛143的上部，ASIC130位于基岛143的下部，芯片与基岛的粘结可以用 环氧树脂等具有粘合性能的胶。磁阻传感芯片101和10Γ被布置为使得对于相同的外加 磁场二者具有彼此相反的极性响应，例如钉扎层的磁化矢量相对彼此旋转180度，并像图 所示方向那样放置，以使器件的感应方向平行于感应轴76。除了连接磁芯片101、101'和 ASIC130这样的互连线114-117外，还有另外三根互连线：互连线118连接ASIC的GND111' 到基岛143的GND端140,形成GND端；互连线119连接ASIC上的乂_到内引脚141，形成 输出端OUTPUT。互连线120连接V cc到内引脚142上，形成^端。当焊线完成时，基岛和 内引脚都是封在塑料壳里，在而外部引脚位于塑料壳外部，作为整个器件的引出脚。右图中 145为磁阻开关产品的封装外形。
[0053] 图17左侧所示为芯片引线框架和引线键合图。矩形框143是芯片引线框架的基 岛，由铜或者其他导电材料制作而成，基岛143与传感器的接地端140相连。磁传感芯片 101和10Γ位于基岛143的上部，ASIC130位于基岛143的下部，芯片与基岛的粘结可以用 环氧树脂等具有粘合性能的胶。磁传感芯片101和10Γ被布置为使得对于相同的外加磁 场二者具有彼此相反的极性响应，例如钉扎层的磁化矢量相对彼此旋转180度，并像图所 示方向那样放置，以使器件的感应方向平行于感应轴76。除了连接磁传感芯片101、101'和 ASIC130这样的互连线114-117外，还有另外三根互连线：互连线118连接ASIC的GND111' 到基岛143的GND端140,形成GND端；互连线119连接ASIC上的乂_到内引脚141，形成 OUTPUT端。互连线120连接^到内引脚142上，形成Vcc端。当焊线完成时，基岛和内引 脚都是封在塑料壳里，在而外部引脚位于塑料壳外部，作为整个器件的引出脚。右图中146 为推挽式半桥磁阻开关的封装外形。
[0054] 图18左侧所示为芯片引线框架和引线键合图。矩形框143是芯片引线框架的基 岛，由铜或者其他导电材料制作而成，基岛143与传感器的接地端140相连。磁传感芯片 101和10Γ位于基岛143的上部，ASIC130位于基岛143的下部，芯片与基岛的粘结可以用 环氧树脂等具有粘合性能的胶。磁传感芯片101和10Γ被布置为使得对于相同的外加磁 场二者具有彼此相反的极性响应，例如钉扎层的磁化矢量相对彼此旋转180度，并像图所 示方向那样放置，以使器件的感应方向平行于图中的感应轴76。除了连接磁传感芯片101、 10Γ和ASIC130这样的互连线114-117外，还有另外三根互连线：互连线118连接ASIC的 GND111'到基岛143的GND端140,形成GND端；互连线119连接ASIC上的V-到内引脚 141，形成OUTPUT端。互连线120连接\^到内引脚142上，形成端。当焊线完成时，基 岛和内引脚都是封在塑料壳里，在而外部引脚位于塑料壳外部，作为整个器件的引出脚。右 图中145为推挽式半桥磁阻开关的封装外形。
[0055] 图19左侧所示为芯片引线框架和引线键合图。矩形框143是芯片引线框架的基 岛，由铜或者其他导电材料制作而成，基岛143与传感器的接地端140相连。磁传感芯片 101和10Γ位于基岛143的上部，ASIC130位于基岛143的下部，芯片与基岛的粘结可以用 环氧树脂等具有粘合性能的胶。磁传感芯片101和10Γ被布置为使得对于相同的外加磁 场二者具有彼此相反的极性响应，例如钉扎层的磁化矢量相对彼此旋转180度，并像图所 示方向那样放置，以使器件的感应方向平行于图中的感应轴76。除了连接磁传感芯片101、 10Γ和ASIC130这样的互连线114-117外，还有另外三根互连线：互连线118连接ASIC的 GND111'到基岛143的GND端140,形成GND端；互连线119连接ASIC上的￥_到内引脚 141，形成OUTPUT端。互连线120连接\^到内引脚142上，形成端。当焊线完成时，基 岛和内引脚都是封在塑料壳里，在而外部引脚位于塑料壳外部，作为整个器件的引出脚。右 图中146为推挽式半桥磁阻开关的封装外形。
[0056] 以上借助优选实施例对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此。本技术领 域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都 应当理解为落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种推挽式半桥磁阻开关，包括两个磁传感芯片，每个磁传感芯片具有一个磁感应 电阻器以及磁感应电阻器的电气连接焊盘，其特征在于 ： 所述两个磁传感芯片电气互连，二者感应方向反平行，构成推挽式半桥电路， 所述磁感应电阻器包括一个或多个串联连接的磁电阻元件， 所述磁感应电阻器的焊盘位于所述磁传感芯片的相邻边，且每一焊盘能够容纳至少两 个焊线的焊接。
2. 根据权利要求1所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：该开关还包括至少一个 用于将所述推挽式半桥电路的输出信号转换成开关信号的ASIC。
3. 根据权利要求1所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：每个磁传感芯片包括至 少三个电气连接点。
4. 根据权利要求2所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：该开关至少包括电源端 子，接地端子和输出端子，通过导电的引线框架上的键合点、引线框架上的键合引线，实现 各端子与所述磁传感芯片以及ASIC的连接。
5. -种推挽式半桥磁阻开关，包括两个磁传感芯片，每个磁传感芯片具有一个磁感应 电阻器以及磁感应电阻器的电气连接焊盘，其特征在于 ： 所述两个磁传感芯片电气互连，二者感应方向反平行，构成推挽式半桥电路， 所述磁感应电阻器包括一个或多个串联连接的磁电阻元件， 所述磁感应电阻器的焊盘位于所述磁传感芯片角落处，且位于对角的焊盘与磁感应电 阻器的同一端子电气连接。
6. 根据权利要求5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：该开关还包括至少一个 用于将所述推挽式半桥电路的输出信号转换成开关信号的ASIC。
7. 根据权利要求5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：每个磁传感芯片至少有 三个电气连接点。
8. 根据权利要求6所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：该开关至少包括电源端 子，接地端子和输出端子，通过导电的引线框架以及引线框架上的引线，实现端子与所述磁 传感芯片以及ASIC的连接。
9. 根据权利要求1或5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：所述磁电阻元件是 MTJ元件。
10. 根据权利要求1或5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：所述磁电阻元件是 GMR元件。
11. 根据权利要求1或5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：所述磁电阻元件是 AMR元件。
12. 根据权利要求1或5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：所述磁电阻元件利 用片上永磁体进行磁偏置。
13. 根据权利要求1或5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：所述磁电阻元件利 用堆栈进行磁偏置。
14. 根据权利要求1或5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：所述磁电阻元件利 用形状各向异性进行磁偏置。
15. 根据权利要求1或5所述的推挽式半桥磁阻开关，其特征在于：所述两个磁传感芯 片被布置为感应轴方向相同，并且感应轴的方向与两个磁传感芯片中心之间的连线平行或 垂直。
【文档编号】H03K17/97GK104104376SQ201310111100
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月1日 优先权日:2013年4月1日
【发明者】白建民, 沈卫锋, 雷啸风, 张小军, 钟小军 申请人:江苏多维科技有限公司