为了加快磁感测器生产时程,激光微机械加工以及卷对卷(R2R)激光系统供应商 3D-Micromac 今日宣布推出首款供磁感测器成形的工业选择性激光退火系统 microVEGA xMR,并已获磁感测器制造业者 Crocus Technolog 采用,将用于生产消费性电子产品、工业与物联网(IoT)应用的穿隧式磁阻(Tunnel Magnetoresistance,TMR)感测器。
在智能手机、穿戴式装置等消费性电子产品的旋转感测器与电子罗盘、如无刷直流马达使用的线性位置感测器与角度感测器,以及汽车应用的动力方向盘角度感测器、电子油门控制器等磁感测器需求大增的带动下,磁感测器装置市场出现强劲的成长。根据市场研究与顾问公司 MarketsandMarkets 估计,磁感测器的市场规模将从 2020 年的 43 亿美元,成长至 2025 年的 62 亿美元,年复合成长率达 7.7%。
然而,过往采用热退火技术让巨磁阻(Giant Magnetoresistance,GMR)和 TMR 感测器的磁阻效应极大化。不过,这种方法需要使用多道处理步骤来生产具有不同磁性取向的感测器,以便装在多芯片封装里,或是以整合式单晶封装进行加工处理。若要减少这些处理步骤、简化整体生产流程、为较小的面积提供扩充性,同时促成更具成本效益的整合式单晶感测器封装生产,都需要新的方法。
也因此,3D-Micromac 推出 microVEGA xMR 方案,相较热退火技术,microVEGA xMR 具备多项优点。首先是拥有更高的精度以加工处理较小型的磁性装置结构,让每个晶圆可以生产更多的装置。其次是在单一晶圆上能够设定感测器不同的参考磁性方向的能力,这套系统的动态即时与可变的激光能量,为每个感测器的钉扎层(Pinning Layer)提供选择性加热,以便“刻印”出想要的磁性取向。
接着,该方案的磁场强度与取向可以透过配方进行调整,而高温梯度则确保较低的热冲击。如此一来,加工处理感测器时可以直接将其置于读出电子设备旁,并让两者更紧密地靠在一起,同时可以生产更小型的感测器,让每片晶圆得以释出更多处理装置的空间;以实现更少的处理步骤、简化的生产流程、更高的产量,以及更具成本效益的整合式单晶感测器的封装生产。
(首图来源:3D-Micromac)