一种线性霍尔芯片的封装结构及封装方法技术

本发明专利技术提供了一种线性霍尔芯片的封装结构及封装方法，属于传感器封装技术领域，包括：金属基板框架，其上开设有一个凹槽；线性霍尔芯片，安装于金属基板框架上，其中，线性霍尔芯片上设置有一个霍尔元件，且该霍尔元件与凹槽的位置相对应。本发明专利技术提供了一种线性霍尔芯片的封装结构及封装方法，抑制和降低由于磁通密度变化而引起的涡电流效应，提高霍尔电流传感器的带宽，降低输出响应时间和输出误差。

Packaging structure and method of a linear Hall chip

【技术实现步骤摘要】
一种线性霍尔芯片的封装结构及封装方法
本专利技术属于传感器封装
，涉及一种封装结构，特别是一种线性霍尔芯片的封装结构及封装方法。
技术介绍
近年来新能源电动汽车、以及光伏风电等领域的发展，电流测量的需求越来越多，同时客户对霍尔电流传感器的性能指标提出了更高的要求。以光伏行业为例，如光伏逆变器可将光伏（PV）太阳能板产生的可变直流电压转换成市电频率的交流电（AC），并可以接入商用输电系统。逆变器内部的IGBT通过不停的开关进行PWM调制出符合要求的交流电路，通过电流传感器检测输出电流的大小，反馈给IGBT进行PWM控制。而该PWM控制需要高速、高精度的检测逆变器输出电流的大小。霍尔传感器是利用半导体材料的霍尔效应进行测量磁场强度大小的一种传感器。在线性霍尔芯片中,霍尔敏感头感应环境磁场强度,产生霍尔电压,然后经过放大器处理,输出与磁场强度成正比的电压信号。而将线性霍尔芯片应用于测量流经导体电流大小的电流传感器中，就是利用上述线性霍尔芯片所具有的特征。另外，将线性霍尔芯片、铁芯以及外壳组成形成霍尔电流传感器，检测与流经导体的电流成比例产生的磁场大小，进行计算出流经导体的电流大小。由现有技术可知，一块闭合的金属处于交变的磁场中，交变的磁通量会使闭合的金属块中产生感应电流，形成涡电流，而涡电流会产生一个相反的磁场，抵消原有的部分磁场。当线圈中通有交变电流I1时，线圈周围就产生一个交变的磁场H1，置于这一磁场中的金属导体内部产生涡电流I2，它将产生一个新磁场H2，H2和H1方向相反，以此抵消部分原磁场H1。当IGBT的开关频率很高时，输出电流的大小变化频率较快，导致霍尔电流传感器中的线性霍尔芯片感受到的磁通量会急剧发生变化。根据现有技术可知，在线性霍尔芯片的封装结构中，金属基板框架会产生涡电流，而涡电流产生的磁场会抵消外部的部分磁场，从而导致线性霍尔芯片感受到的磁场小于真实的磁场，进而导致线性霍尔芯片的输出电压的响应变慢，输出电压值误差较大。综上所述，为解决现有线性霍尔芯片封装结构上的不足，需要设计一种能够抑制或者降低涡电流效应，提高霍尔电流传感器的带宽，降低输出响应时间和输出误差的线性霍尔芯片的封装结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够抑制或者降低涡电流效应，提高霍尔电流传感器的带宽，降低输出响应时间和输出误差的线性霍尔芯片的封装结构。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种线性霍尔芯片的封装结构，包括：金属基板框架，其上开设有一个凹槽；线性霍尔芯片，安装于金属基板框架上，其中，线性霍尔芯片上设置有一个霍尔元件，且该霍尔元件与凹槽的位置相对应。在上述的一种线性霍尔芯片的封装结构中，凹槽偏心设置于金属基板框架上，其中，凹槽的一侧开穿金属基板框架的一侧边缘。在上述的一种线性霍尔芯片的封装结构中，金属基板框架与线性霍尔芯片之间通过银胶固定，并进行一体塑封。在上述的一种线性霍尔芯片的封装结构中，霍尔元件位于线性霍尔芯片的中心位置。在上述的一种线性霍尔芯片的封装结构中，金属基板框架采用多种导电材料制作而成。在上述的一种线性霍尔芯片的封装结构中，凹槽的尺寸中，宽为0.5mm，长为1.7mm。本专利技术还提供一种线性霍尔芯片的封装方法，包括：步骤一：通过腐蚀技术或者冲压技术在金属基板框架上开设一个凹槽；步骤二，通过COMS技术将霍尔元件和COMS信号调理电路一体化设置，并将霍尔元件置于线性霍尔芯片的中心位置；步骤三，通过焊机技术将线性霍尔芯片与金属基板框架相连，并使得线性霍尔芯片中的霍尔元件与凹槽的位置相对应；步骤四，通过热固性材料将线性霍尔芯片与金属基板框架进行一体化塑封处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：（1）、通过腐蚀技术或者冲压技术，在金属基板框架上开设一个凹槽，并采用绑定焊接技术，实现金属基板框架与线性霍尔芯片的安装固定，且将线性霍尔芯片上的霍尔元件的位置与凹槽的位置相对应，从而抑制和降低由于磁通密度变化而引起的涡电流效应，提高霍尔电流传感器的带宽，降低输出响应时间和输出误差；（2）、将凹槽偏心设置，是为了保证线性霍尔芯片与金属基板框架相连时，线性霍尔芯片上的霍尔元件能够精准的落入该凹槽内，并且与该凹槽的中心部位，从而进一步降低涡电流引起的电磁感应，以及霍尔元件受涡电流引起的磁通密度变得极其微小，提高霍尔电流传感器的带宽，降低输出响应时间和输出误差；（3）、金属基板框架与线性霍尔芯片之间的塑封材料采用热固性材料，如热固性塑料，减少线性霍尔芯片由于外界温度变化而引起的封装应力，提高金属基板框架与线性霍尔芯片之间连接的可靠性，保证可靠的信号输出；（4）、采用COMS技术将霍尔元件和COMS信号调理电路进行一体化设计，并将霍尔元件处于线性霍尔芯片的中心位置，这样保证线性霍尔芯片在进行封装后，使得霍尔元件的四周感受到的应力保持一致，提高金属基板框架与线性霍尔芯片之间连接的可靠性，保证可靠的信号输出；（5）、金属基板框架中含有铜、钛、铬等导电材料的金属材料制作而成，从而增加金属基板框架的电阻率，进而抑制和降低由于磁通密度变化而引起的涡电流效应，提高霍尔电流传感器的带宽，降低输出响应时间和输出误差；（6）、通过腐蚀技术或者冲压技术在金属基板框架上形成凹槽，通过COMS技术实现霍尔元件与COMS信号调理电路一体化设置，通过焊接技术实现线性霍尔芯片和金属基板框架的固化连接，通过塑封技术实现两者固化后的塑封，运用现有技术，形成的封装结构能够有效地避免涡流效应的影响，从而提高霍尔电流传感器的带宽，降低输出响应时间和输出误差。附图说明图1是现有技术中一种线性霍尔芯片的封装结构的正面结构示意图。图2是现有技术中一种线性霍尔芯片的封装结构的反面结构示意图。图3是本专利技术一种线性霍尔芯片的封装结构的正面结构示意图。图4是本专利技术一种线性霍尔芯片的封装结构的反面结构示意图。图5是本专利技术一较佳实施例中金属基板框架的结构示意图。图6是本专利技术一较佳实施例中线性霍尔芯片的结构示意图。图7是现有技术中金属基板框架与本专利技术中金属基板框架在同一位置、同一磁场中的磁场测试图。图8是采用现有技术的封装结构的霍尔测试图。图9是采用本专利技术的封装结构的霍尔测试图。图中，100、金属基板框架；110、凹槽；200线性霍尔芯片；210霍尔元件。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。如图1和图2所示，现有技术中的一种线性霍尔芯片的封装结构，包括：金属基板框架100；线性霍尔芯片200，通过焊接技术与金属基板框架100相连，其中，在线性霍尔芯片200上设置有一个霍尔元件210。在现有技术中，金属基板框架100为一个封闭的结构，当外部施加一定频率的交变磁场时，金属基板框架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性霍尔芯片的封装结构，其特征在于，包括：金属基板框架，其上开设有一个凹槽；线性霍尔芯片，安装于金属基板框架上，其中，线性霍尔芯片上设置有一个霍尔元件，且该霍尔元件与凹槽的位置相对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种线性霍尔芯片的封装结构，其特征在于，包括：金属基板框架，其上开设有一个凹槽；线性霍尔芯片，安装于金属基板框架上，其中，线性霍尔芯片上设置有一个霍尔元件，且该霍尔元件与凹槽的位置相对应。


2.根据权利要求1所述的一种线性霍尔芯片的封装结构，其特征在于，凹槽偏心设置于金属基板框架上，其中，凹槽的一侧开穿金属基板框架的一侧边缘。


3.根据权利要求2所述的一种线性霍尔芯片的封装结构，其特征在于，霍尔元件位于线性霍尔芯片的中心位置。


4.根据权利要求2所述的一种线性霍尔芯片的封装结构，其特征在于，凹槽的尺寸中，宽为0.5mm，长为1.7mm。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕阳，郑良广，张坡，任浩，李菊萍，侯晓伟，朱胜平，王文武，
申请(专利权)人：宁波中车时代传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33