电流传感器制造技术

本申请公开了电流传感器。描述了一种电流传感器(101)，其包括用于感测电流的集成电路(2)，集成电路(2)包括有源侧(21)，该有源侧包括至少一个感测元件(5)和至少一个接触焊盘(4)以及包括有嵌入集成电路(2)的材料的外壳(7)，所述外壳被布置成允许电气连接到集成电路(2)的有源侧的至少两个接触焊盘(4)。所述外壳包括设置在集成电路(2)外部并连接到所述至少一个接触焊盘(4)的至少一个导电通孔(3)，用于将来自至少一个接触焊盘(4)的信号通过外壳(7)分配到远离集成电路(2)的有源侧(21)。

【技术实现步骤摘要】
电流传感器
本专利技术涉及电气传感器的领域。更具体地说，它涉及具有高压隔离特性的集成电流传感器及其制造方法。
技术介绍
例如用于控制操作的电流感测，在许多应用中是必需的，诸如例如太阳能电池逆变器、汽车电池、伺服驱动器、电动自行车等。以紧凑的方式提供电流传感器通常是很重要的。获得紧凑型电流传感器的一种方式是通过将电流传感器集成到电子设备中。在此类配置中，典型地，存在引线框架以及安装在该引线框架上的集成电路或芯片(诸如半导体芯片)。当芯片(典型地可以是带有霍尔板元件的集成电路(IC))与载流导体结合使用从而允许产生磁场时，芯片充当传感器。典型地，可以有用于感测和处理感测信号的电子元件，由此可以生成应变于感测信号的输出信号。对于磁场感测元件，诸如基于霍尔的集成电流传感器，重要的是具有高灵敏度和高信噪比。因此，霍尔板到载流导体的距离是重要参数，且霍尔板到载流导体的距离应当尽可能接近以获得最佳磁通量。理想情况下，包括有感测元件的有源CMOS侧应当面对电流导体，以使该距离最小化。然而，在此类电子设备中通常会出现高工作电压，诸如例如600V或更高的工作电压。集成电流传感器在使用寿命内需要高电压隔离击穿强度，以确保设备正常运行以及维护的安全性。这与定位电流传感器尽可能靠近用于测量电流的导体从而增加电场的要求相矛盾。因此，在选择材料方面需要特别小心，以减少因电压而导致击穿的可能性。此外，有源CMOS侧通常包括用于信号交换的接触焊盘，当有源CMOS侧面对承载电流的导体时，很难接近这些接触焊盘。EP3333580通过CMOS提供连接，但通常需要特殊的设计和昂贵的处理。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供电流传感器的感测设备或部件、电流传感器和制造方法，其允许以有效和可靠的方式重新路由来自感测元件的信号，同时允许保持有源侧靠近载流元件，从而提供高信噪比。在第一方面，本专利技术提供电流传感器，该电流传感器包括：-集成电路，用于感测电流，该集成电路包括有源侧，该有源侧包括至少一个感测元件和至少一个接触焊盘，-外壳，包括嵌入所述集成电路(例如用于保护和隔离)的材料，该外壳被布置成允许电气连接到所述集成电路的所述有源侧的所述至少两个接触焊盘。所述外壳包括设置在所述集成电路外部并连接到所述至少一个接触焊盘的至少一个导电通孔，用于将来自所述至少一个接触焊盘的信号通过所述外壳分布到远离所述集成电路的有源侧。本专利技术的各实施例的优点在于获得可靠的接触通孔。在一些实施例中，所述外壳还可包括第一侧和第二侧，第一侧比第二侧更靠近所述集成电路的有源侧。所述导电通孔被布置成将来自所述集成电路的有源侧的信号分配到所述外壳的第二侧。接触焊盘和导电通孔之间的电气连接可以是电阻接触。在本专利技术的一些实施例中，所述电流传感器进一步包括再分配层(RDL)，用于将一个或多个接触焊盘电气连接到所述导电通孔，例如每个焊盘电器连接到一个通孔。本专利技术实施例的一个优点是，通孔和接触焊盘的定位可以相对彼此非常自由地进行，从而允许改进和优化设计。所述再分配层可以与接触焊盘位于外壳的同一侧，例如，第一侧。在本专利技术的一些实施例中，所述电流传感器进一步包括用于承载电流以进行感测的主引线框架和用于信号交换的一组电气触点。集成电路的有源侧面向主引线框架，用于感测来自主引线框架的电流。例如，所述集成电路可以倒置地安装在引线框架上。该集成电路可以与主引线框架电气隔离。该集成电路的至少一个接触焊盘进一步通过导电通孔电气连接到所述一组电气触点，用于将测量信号传输到次级引线框架。该次级引线框架可以连接到所述再分配层，或该次级引线框架可以直接连接到PCB元件上的通孔或接触焊盘。本专利技术实施例的一个优点是，在集成电路的有源侧上的接触焊盘和通过外壳背面的次级引线框架的引脚之间提供可靠的电气接触。另一个优点是，通过将集成电路倒置安装在载流导体上，可以获得高的信噪比。在本专利技术的一些实施例中，电流进一步包括例如在外壳的第二侧上的RDL，该RDL在导电通孔和所述一组电气触点之间提供电气连接。本专利技术实施例的一个优点是，电气连接不受所述一组触点相对于导电通孔的相对定位的限制，而是可以彼此靠近。这例如允许在布线接合中使用较短的电线，并且减少电线交叉或重叠，减少意外接触的机会。此外，所述电流传感器可以包括有源侧和主引线框架之间的隔离材料，例如至少一个聚酰亚胺层和/或聚酰亚胺带。本专利技术的各实施例的优点在于可以获得高电压隔离。另一个优点是，电流感测设备和主引线框架之间的距离可以很好地控制和调节。还有一个优点是，在设备的整个使用寿命期间提供合适的电气隔离。在第二方面中，本专利技术涉及制造传感器的方法，包括-提供集成电路，该集成电路具有有源侧，该有源侧包括至少一个感测元件和至少两个接触焊盘，-在载体基板上设置至少所述集成电路，-通过对所述集成电路进行二次注塑成型，提供包括至少一个导电通孔的外壳，该二次注塑成型适于允许向所述集成电路的有源侧的所述至少一个接触焊盘提供电气连接，-在所述接触焊盘中的至少一个和所述至少一个导电通孔之间提供电气连接。由此，可以得到这样的传感器，在该传感器中在集成电路的有源侧上生成的电气信号可以通过外壳被改变方向并远离有源侧。本专利技术实施例的优点是，即使接触焊盘位于集成电路的有源侧上并且有源侧面向并且附接到所测量的电流流过的导体，也可以在接触焊盘之间提供电气连接，用于在集成电路和输出之间交换信号(供电信号、测量信号)。在本专利技术的一些实施例中，通过在介电基板上制造至少一个导电通孔并分离嵌入导电材料的介电材料的部分来提供至少一个导电通孔。该至少一个预制导电通孔和集成电路随后被二次注塑成型。本专利技术实施例的一个优点是，可以提供一个或多个单独的导电通孔，例如在PCB基板中，并且精确地定位在载体基板上。所述电气连接可以是电阻连接。在本专利技术的一些实施例中，提供了主引线框架，包括用于提供待测量电流的导体。然后，组装外壳，该外壳上的集成电路具有的有源侧面向主引线框架。该集成电路与主引线框架电气隔离。本专利技术实施例的优点是，通过提供面向被感测电流的感测元件，可以提供高信噪比，同时通过电气隔离提供高击穿强度。在本专利技术的一些实施例中，在至少主引线框架和集成电路之间提供至少一层隔离材料，例如一层聚酰亚胺和/或聚酰亚胺带。本专利技术实施例的优点是可以精确地控制厚度，从而控制主框架和感测元件之间的距离。在本专利技术的一些实施例中，提供了一组电气触点。电气触点中的至少一个电气连接到至少一个导电通孔。本专利技术实施例的一个优点是，来自集成电路的信号可以发送到连接到另一个单元的引线框架以进行信号处理。在本专利技术的一些实施例中，为了将电气触点电气连接到导电通孔，在导电通孔上提供RDL，因此RDL和该组触点电气连接。本专利技术的实施例的一个优点是，信号RDL有助于连接到通孔，从而允许通孔的极大的定位自由。在本专利技术的一些实施例中，接触焊盘和导电通孔之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流传感器(101)，包括：/n-集成电路(2)，用于感测电流，所述集成电路包括有源侧(21)，所述有源侧包括至少一个感测元件(5)和至少一个接触焊盘(4)，/n-外壳(7)，包括嵌入所述集成电路(2)的材料，所述外壳被布置成允许电气连接到所述集成电路(2)的所述有源侧的所述至少一个接触焊盘(4)，/n其中所述外壳包括设置在所述集成电路(2)外部并连接到所述至少一个接触焊盘(4)的至少一个导电通孔(3)，用于将来自所述至少一个接触焊盘(4)的信号通过所述外壳(7)分配到远离所述集成电路(2)的所述有源侧(21)。/n

【技术特征摘要】
20190322 EP 19164768.41.一种电流传感器(101)，包括：
-集成电路(2)，用于感测电流，所述集成电路包括有源侧(21)，所述有源侧包括至少一个感测元件(5)和至少一个接触焊盘(4)，
-外壳(7)，包括嵌入所述集成电路(2)的材料，所述外壳被布置成允许电气连接到所述集成电路(2)的所述有源侧的所述至少一个接触焊盘(4)，
其中所述外壳包括设置在所述集成电路(2)外部并连接到所述至少一个接触焊盘(4)的至少一个导电通孔(3)，用于将来自所述至少一个接触焊盘(4)的信号通过所述外壳(7)分配到远离所述集成电路(2)的所述有源侧(21)。


2.如前一权利要求所述的电流传感器，进一步包括再分配层(8)，用于将至少一个接触焊盘(4)电气连接到所述导电通孔(3)。


3.如上述权利要求中任一项所述的电流传感器，进一步包括：
-主引线框架(15)，用于承载用于感测的电流，
-一组(13)电气触点，用于信号交换，
其中，所述集成电路(2)的所述有源侧(21)面向用于感测来自所述集成电路的电流的所述主引线框架(15)，所述集成电路(2)与所述主引线框架(15)电气隔离，所述集成电路(2)的所述至少一个接触焊盘(4)进一步通过所述导电通孔电连接到所述一组(13)电气触点，用于将测量信号传输到次级引线框架(13)。


4.如前一权利要求所述的电流传感器，进一步包括再分配层(81)，所述再分配层在所述导电通孔(3)和所述一组(13)的所述电气触点之间提供电气连接。


5.如权利要求3或4所述的电流传感器，进一步包括所述有源侧(21)和所述主引线框架(15)之间的隔离材料(9、14)，或进一步包括隔离材料(9、14)，所述隔离材料(9、14)包括位于所述导电通孔(3)和所述一组(13)的电气触点之间的至少一个聚酰亚胺层(9)和/或聚酰亚胺带(14)。


6.如前一权利要求所述的电流传感器，其特征在于，所述传感器包括进一步电路，该进一步电路嵌入所述外壳中并且通过所述至少一个导电通孔(3)直接或间接电气连接。


7.一种制造传感器(101)的方法，包括：
-提供(201)集成电路(2)，所述集成电路包括有源侧(21)，所述有源侧包括至少一个感测元件(5)和至少一个接触焊盘(4)，
-在载体基板(1)上设置(203)至少所述集成电路(2)，
-通过对所述集成电路(2)进行二次注塑成型，提供(204)包括至少一个导电通孔(3)的外壳(7)，所述二次注塑成型适于允许向所述集成电路(2)的所述有源侧(21)的所述至少一个接触焊盘(4)提供电气连接，
-在接触焊盘(4)中的所述至少一个和所述至少一个导电通孔(3)之间提供电气连接，从而获得传感器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·万格文，A·J·范德维尔，
申请(专利权)人：迈来芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH