电流传感器与电流传感器的制造方法技术

提供了小型、高灵敏度、能在制造集成电路时通常所用的标准组装线上封装化、适于大规模生产的低成本电流传感器及其制造方法。可不降低磁通检测灵敏度和能取得对干扰磁通充分的屏蔽效应。于电流导体（２２ｃ）的下方贴附第一磁性体（５０），第一磁性体（５０）能完成对被测定电流产生的磁通进行会聚、放大和屏蔽外来磁通的功能。在磁传感器芯片（２０）之上设有第二磁性体（５１），第二磁性体（５１）能完成屏蔽从外部入射的干扰磁通的功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电流传感器与电流传感器制造方法。详细地说，本专利技术涉及这样的磁电变换型的电流传感器及其制造方法，这种传感器通过由磁场检测元件检测由拟测定的电流所产生的磁通来测定电流强度。
技术介绍
作为磁传感器周知有利用霍尔效应的霍尔传感器、磁阻元件、磁晶体管(它们的单体或是包含着内设有放大功能或校正功能的磁传感器ASIC)等。应用这类磁传感器能俘获电流产生的磁通而测定其电流强度，为此在传统上广泛采用了具有图1所示结构的电流传感器。但是具有图1所示结构的电流传感器由于必需有围绕在流过电流的金属导体3周围的磁芯4，就不适合小型化，此外磁芯4与霍尔元件6需要分别制造再组装，从而使成本增大，不适于大量生产。为了解决上述不利问题，已提出了采用集成电路的塑料模制件的“具有电流检测端子的磁传感器”(特开昭61-80074号公报)。此公报中公开的“具有电流检端子的磁传感器”包括有电流检测用金属导体；固定于此导体两端部以外的部分上的磁电变换元件芯片；以各端连接到此芯片上的多个引线架；以及将这各个引线架的一端与上述芯片和上述金属导体的芯片固定部密封为一体的密封部，而其特征在于具有以上述金属导体的两个端部作为电流检测用的外部端子。但是上述特开昭61-80074号公报中所公开的专利技术存在下述种种问题。(1)特开昭61-80074号公报所描述的专利技术是在电流流过金属导体时，由紧邻金属导体表面设置的磁传感器芯片检测以该金属导体为中心按同心圆状产生的磁通，但在金属导体表面附近，磁通在导体表面基本上只有水平分量，而磁传感器芯片则主要是对于相对芯片表面垂直方向的磁通才具有灵敏度，对于水平取向的磁通则只能获得显著弱的灵敏度，因而难以进行良好的电流检测。此外，相对于芯片表面取垂直方向的磁通具有灵敏度的磁传感器为使其相对于电流产生的磁通芯片表面成为垂直的，是可以作90°旋转而配置于导体之上面由此来检测电流所产生的磁通，但考虑到将磁传感器芯片固定到电流导体上的方法以及传感器芯片端子与引线架的引线接合方法的烦杂程度，应该说实用性与大规模生产性是欠缺的。(2)在电流传感器设置的环境中可以设想在此电流传感器的周围是会有大量的测定对象以外的电流流过的，特开昭61-80074号公报中所述的专利技术在这样的环境之下便容易受到由这种周围的电流所产生的外来磁通的影响，从而难以正确地检测由被测定对象的电流所产生的磁通。(3)特开昭61-80074号公报所描述的专利技术中，电流流过的金属导体和磁传感器芯片的端子所连接的引线架部的表面不是于同一面上形成有阶差，因而整体成型的引线架加工困难，不适于大规模生产。(4)由被测定电流产生的磁通之外的磁通即由于外部扰动或干扰引起的磁通存在于磁传感器周边的情形下，未能有可充分进行的合适的屏蔽方法。换言之，尚未能实现这样的电流传感器，它能将拟测定的磁通导引到磁检测元件，通过消除外部干扰所产生的磁通面不产生测量误差，同时能充分发挥磁屏蔽效果。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供小型与高灵敏度的，能在制造集成电路时通常所用的标准装配线上封装化且适于大规模生产的低成本电流传感器及其制造方法。本专利技术的另一目的在于提供对外部干扰磁通具有充分屏蔽效应，能封装化的电流传感器及其制造方法。
技术实现思路
为了达到上述目的，权利要求1的专利技术是在被测定电流流过金属导体部分上设置磁检测元件的电流传感器，其中将上述磁检测元件设置于使上述被测定电流产生的磁通会聚的磁通会聚板邻近，同时将上述磁检测元件的输入/输出端设置于与上述金属导体部分同一个面上或是具有预定阶差的平面上。权利要求2的专利技术是，使权利要求1所述的电流传感器中的上述磁通会聚板由具有预定宽度间隙的一对部件构成。权利要求3的专利技术是，在权利要求1所述的电流传感器中，于上述金属导体部分的未设置上述磁检测元件的背面还设有第一磁性体。权利要求4的专利技术是，在权利要求3所述的电流传感器中，于上述金属导体部分的设有上述磁检测元件的上方还设有第二磁性导体。权利要求5的专利技术是，在权利要求4所述的电流传感器中，沿上述被测定电流形成的磁通方向的上述磁通会聚板的全长为α，且设上述磁检测元件的磁检测面与上述第二磁性体之间的距离为X时，上述第二磁性体的位置的设定应满足关系式0.1α≤X≤3.6α。权利要求6的专利技术是，在权利要求1-5的任一项所述的电流传感器中，通过减小装载着上述磁检测元件的上述金属导体的宽度，以显著地提高上述磁检测元件的检测灵敏度。权利要求7的专利技术是于被测定电流流过的金属导体部分上设有磁检测元件的电流传感器的制造方法。此方法包括下述步骤将上述磁检测元件配置于使上述被测定电流产生的磁通会聚的磁通会聚板邻近，且在将上述磁检测元件的输入/输出端配置于与上述金属导体部分同一面上或是具有预定阶差的平面上时，应用相对于一片平板材料的蚀刻处理和/或加压处理，使磁检测元件用的引线架与上述金属导体部分同时整体成形的步骤；将上述金属导体部分、上述引线架与上述磁检测元件整体地密封的步骤。权利要求8的专利技术是于被测定电流流过的金属导体部分上设有磁检测元件的电流传感器的制造方法。此方法包括下述步骤将上述磁检测元件配置于使上述被测定电流产生的磁通会聚的磁通会聚板邻近，且在将上述磁检测元件的输入/输出端配置于与上述金属导体部分同一面上或是具有预定阶差的平面上时，应用相对于一片平板材料的蚀刻处理和/或加压处理，使磁检测元件用的引线架与上述金属导体部分同时整体成形的步骤；于上述金属导体部分的未配置有上述磁检测元件的背面设置第一磁性体的步骤；将上述金属导体部分，上述引线架、上述第一磁性体以及上述磁检测元件整体地密封的步骤。权利要求9的专利技术于被测定电流流过的金属导体部分上设有磁检测元件的电流传感器的制造方法。此方法包括下述步骤将上述磁检测元件配置于使上述被测定电流产生的磁通会聚的磁通会聚板邻近，且在将上述磁检测元件的输入/输出端配置于与上述金属导体部分同一面上或是具有预定阶差的平面上时，应用相对于一片平板材料的蚀刻处理和/或加压处理，使磁检测元件用的引线架与上述金属导体部分同时整体成形的步骤；于上述金属导体部分的未配置有上述磁检测元件的背面设置第一磁性体的步骤；于上述金属导体部分的设置了上述磁检测元件的上方设置第二磁性体的步骤；使上述金属导体部分、上述引线架、上述第一磁性体以及上述第二磁性体成为整体结构的步骤。权利要求10的专利技术是在权利要求9所述的电流传感器的制造方法中，设沿上述被测定电流形成的磁通方向的上述磁通会聚板的全长为α，且设上述磁检测元件的磁检测面与上述第二磁性体之间的距离为X时，上述第二磁性体的位置的设定应满足关系式0.1α≤X≤3.6α。权利要求11的专利技术是，在权利要求1-7的任一项所述的电流传感器制造方法中，通过减小装载着上述磁检测元件的上述金属导体的宽度，以显著地提高上述磁检测元件的检测灵敏度。附图说明图1是示明已知的电流传感器的说明图。图2A示明本专利技术实施形式1的电流传感器的图。图2B示明本专利技术实施形式1的电流传感器的图。图3A更详细地示明了图2A与2B所示的磁传感器芯片20的图。图3B更详细地示明了图2A与2B所示的磁传感器芯片20的图。图3C更详细地示明了图2A与2B所示的磁传感器芯片20的图。图4A是表示说明磁传感器芯片20的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，它是在被测定电流流过金属导体部分上设置磁检测元件的电流传感器，其特征在于，将上述磁检测元件配置于使上述被测定电流产生的磁通会聚的磁通会聚板邻近，且将上述磁检测元件的输入／输出端子配置于与上述金属导体部分同一个面上或是具有预定阶差的平面上。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：芝原浩二，山县曜，雷迪波波文克，罗伯特瑞兹，
申请(专利权)人：旭化成电子材料元件株式会社，善卓股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]