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电流传感器的制作方法

2022-02-22 09:03:39 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及电流传感器。


背景技术:

2.作为公开了电流传感器的结构的在先文献,有日本特开2018-179994号公报(专利文献1)、日本特开2013-79973号公报(专利文献2)以及日本特开2017-49264号公报(专利文献3)。
3.在专利文献1记载的电流传感器具备:流过被测定电流的导体;对由流过导体的电流产生的磁场进行检测的磁传感器;以及对导体的至少一部分进行覆盖密封,并且使磁传感器与导体分离并对它们的外表面进行覆盖密封的封装件。磁传感器具有霍尔元件或磁阻元件。在俯视下,磁传感器在导体的曲部的内侧与曲部分离地配置。
4.在专利文献2记载的电流传感器包含:具有结合以使得形成导体部分的至少两个引线的引线框;以及具有配置了磁场变换器的第1面的基板,第1面靠近导体部分,第2面远离导体部分。基板经由绝缘体与引线框相接。磁场变换器是霍尔元件。即,磁场变换器是磁传感器。
5.在专利文献3记载的电流传感器包含引线框和裸芯片。引线框具有包含电流引线的第1部分和包含信号引线的第2部分,电流引线连接为形成用于传输一次电流的电流导体。裸芯片通过相互连接与第2引线框部分结合。裸芯片提供磁场感测电路,该磁场感测电路感测与一次电流相关联的磁场,并基于感测的磁场通过信号引线中的一个生成输出。相互连接是使用了焊料凸块的倒装芯片。磁场感测电路包含磁场变换器,该磁场变换器具有选自霍尔效应型感测元件或磁阻型感测元件中的一者的感测元件。即,磁场变换器是磁传感器。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1:日本特开2018-179994号公报
9.专利文献2:日本特开2013-79973号公报
10.专利文献3:日本特开2017-49264号公报


技术实现要素:

11.发明要解决的课题
12.在专利文献1记载的电流传感器中,磁传感器配置在导体的曲部的内侧,因此在磁传感器具有磁阻元件的情况下,存在能够提高磁传感器的磁场检测特性的余地。
13.在专利文献2记载的电流传感器中,基板经由绝缘体与引线框相接,因此在基板与绝缘体之间发生了沿面放电的情况下,位于基板上的磁传感器的耐绝缘特性有时会劣化。
14.在专利文献3记载的电流传感器中,设置有磁传感器的裸芯片通过倒装芯片与信号引线连接,因此由于通过信号引线传递到磁传感器的应变,磁传感器的磁场检测特性变
得不稳定。
15.用于解决课题的技术方案
16.基于本发明的电流传感器具备电流通路、磁传感器芯片、多个信号端子、以及支承体。在电流通路流过测定对象的电流。磁传感器芯片包含具有磁阻元件的至少一个磁传感器以及与该至少一个磁传感器电连接的多个连接端子。多个信号端子与电流通路分离,并通过接合线与多个连接端子电连接。支承体与电流通路分离,具有与电流通路不同的电位,并对磁传感器芯片进行支承。从磁传感器芯片和支承体排列的方向观察,上述至少一个磁传感器配置在与电流通路重叠的位置。
17.发明效果
18.根据本发明,能够在提高磁传感器的耐绝缘特性的同时良好且稳定地维持磁场检测特性。
附图说明
19.图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的结构的立体图。
20.图2是从ii-ii线箭头方向观察了图1的电流传感器的剖视图。
21.图3是从箭头iii方向观察了图2的电流传感器的俯视图。
22.图4是示出本发明的实施方式1的电流传感器具备的磁传感器的结构的俯视图。
23.图5是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器的结构的立体图。
24.图6是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器的结构的剖视图。
25.图7是从箭头vii方向观察了图6的电流传感器的俯视图。
26.图8是示出本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。
27.图9是从箭头ix方向观察了图7的电流传感器的俯视图。
28.图10是示出本发明的实施方式4涉及的电流传感器的结构的立体图。
29.图11是从xi-xi线箭头方向观察了图10的电流传感器的剖视图。
30.图12是从箭头xii方向观察了图11的电流传感器的俯视图。
31.图13是示出本发明的实施方式4的变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。
32.图14是从xiv-xiv线箭头方向观察了图13的电流传感器的剖视图。
33.图15是从箭头xv方向观察了图14的电流传感器的俯视图。
34.图16是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器的结构的立体图。
35.图17是从xvii-xvii线箭头方向观察了图16的电流传感器的剖视图。
36.图18是从箭头xviii方向观察了图17的电流传感器的俯视图。
具体实施方式
37.以下,参照图对本发明的各实施方式涉及的电流传感器进行说明。在以下的实施方式的说明中,对于图中的相同或相当部分标注相同附图标记,不再重复其说明。
38.(实施方式1)
39.图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的结构的立体图。图2是从ii-ii线箭头方向观察了图1的电流传感器的剖视图。图3是从箭头iii方向观察了图2的电流传感器的俯视图。在图1中,透视密封树脂而进行了图示。在图2以及图3中,未图示密封树脂。在
以下的说明中,将电流传感器的长度方向设为x轴方向,将电流传感器的宽度方向设为y轴方向,将电流传感器的厚度方向设为z轴方向。
40.如图1~图3所示,本发明的实施方式1涉及的电流传感器100具备电流通路110、磁传感器芯片140、多个信号端子以及支承体160。在本发明的实施方式1中,电流传感器100具备第1信号端子151、第2信号端子152、第3信号端子153以及第4信号端子154。不过,信号端子的数量并不限于四个,只要是多个即可。
41.如图1所示,在电流通路110流过测定对象的电流i。在本发明的实施方式1中,电流通路110包含u字状的折返部。另外,折返部的形状也可以是v字状或半圆状。
42.具体地,电流通路110包含朝向x轴方向上的一侧延伸的第1流路部111、从第1流路部111的x轴方向上的一侧的端部向y轴方向上的一侧延伸的第2流路部112、从第2流路部112的y轴方向上的一侧的端部延伸且从z轴方向观察弯曲为半圆状的第3流路部113、从第3流路部113的端部向y轴方向上的另一侧延伸的第4流路部114、从第4流路部114的y轴方向上的另一侧的端部朝向x轴方向上的一侧延伸的第5流路部115。
43.第2流路部112和第4流路部114构成位于相互隔开间隙119的位置并且电流i流过的方向互为反方向的一对对置部。一对对置部中的一者为第2流路部112,一对对置部中的另一者为第4流路部114。
44.第1流路部111、第2流路部112、第3流路部113、第4流路部114以及第5流路部115埋设于密封树脂190。密封树脂190是环氧树脂等绝缘性树脂。
45.电流通路110还包含在x轴方向上隔开间隔排列的第1电流端子116a、第2电流端子116b、第3电流端子116c以及第4电流端子116d。第1电流端子116a与第1流路部111中的x轴方向上的另一侧的部分连接。第2电流端子116b与第1流路部111中的x轴方向上的一侧的部分连接。第3电流端子116c与第4流路部114中的x轴方向上的另一侧的部分连接。第4电流端子116d与第4流路部114中的x轴方向上的一侧的部分连接。
46.第1电流端子116a、第2电流端子116b、第3电流端子116c以及第4电流端子116d各自中的y轴方向上的一侧的端部以外的部分未被密封树脂190覆盖而露出。
47.电流通路110由铜等电阻率低的材料构成。在本发明的实施方式1中,电流通路110通过压制成型而形成。电流通路110也可以通过蚀刻、烧结、锻造、切削等方法来形成。
48.如图1所示,第1信号端子151、第2信号端子152、第3信号端子153以及第4信号端子154位于与电流通路110分离的位置。第1信号端子151、第2信号端子152、第3信号端子153以及第4信号端子154朝向x轴方向上的一侧隔开间隔依次配置。第1信号端子151、第2信号端子152、第3信号端子153以及第4信号端子154各自朝向y轴方向上的一侧延伸。第1信号端子151、第2信号端子152、第3信号端子153以及第4信号端子154各自中的y轴方向上的一侧的端部未被密封树脂190覆盖而露出,其它部分埋设于密封树脂190。第1信号端子151~第4信号端子154通过密封树脂190与电流通路110绝缘。
49.在本发明的实施方式1中,第1信号端子151、第2信号端子152、第3信号端子153以及第4信号端子154各自中的埋设于密封树脂190的部分的z轴方向上的一侧的面、和第1流路部111、第2流路部112、第3流路部113、第4流路部114以及第5流路部115各自的z轴方向上的一侧的面位于大致相同平面上。不过,它们未必一定要位于大致相同平面上。
50.第1信号端子151~第4信号端子154由铜等电阻率低的材料构成。在本发明的实施
方式1中,第1信号端子151~第4信号端子154通过压制成型而形成。第1信号端子151~第4信号端子154也可以通过蚀刻、烧结、锻造、切削等方法来形成。
51.如图1~图3所示,支承体160位于与电流通路110分离的位置。支承体160配置在间隙119。支承体160朝向y轴方向上的一侧延伸。因此,支承体160位于第2流路部112与第4流路部114之间。支承体160埋设于密封树脂190。支承体160在电位上成为浮置状态,具有与电流通路110不同的电位。支承体160与电流通路110之间被密封树脂190绝缘。
52.在本发明的实施方式1中,如图1以及图2所示,支承体160的z轴方向上的一侧的面、和第2流路部112以及第4流路部114各自的z轴方向上的一侧的面位于大致相同平面上。不过,支承体160的z轴方向上的一侧的面、和第2流路部112以及第4流路部114各自的z轴方向上的一侧的面未必一定要位于大致相同平面上。
53.支承体160由铜等电阻率低的材料构成。在本发明的实施方式1中,支承体160通过压制成型而形成。支承体160也可以通过蚀刻、烧结、锻造、切削等方法来形成。
54.在本发明的实施方式1中,电流通路110、第1信号端子151~第4信号端子154以及支承体160通过对一片金属板进行压制加工而形成,因此由一个构件形成。不过,电流通路110、第1信号端子151~第4信号端子154以及支承体160也可以分别由不同的构件形成。
55.如图2以及图3所示,磁传感器芯片140包含基板141。在本发明的实施方式1中,基板141包含硅。不过,构成基板141的材料并不限于硅,也可以是其它半导体或绝缘体。
56.如图1~图3所示,磁传感器芯片140包含至少一个磁传感器以及与该至少一个磁传感器电连接的多个连接端子,该至少一个磁传感器具有磁阻元件,对由在电流通路110流过的电流i产生的磁场的强度进行检测。
57.如图2以及图3所示,在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,磁传感器芯片140作为至少一个磁传感器而具备第1磁传感器120以及第2磁传感器130。第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自设置在基板141上。另外,在本发明的实施方式1中,磁传感器的数量并不限于两个,只要是多个即可。
58.如图2以及图3所示,第1磁传感器120的磁灵敏度轴120a沿着x轴方向。第2磁传感器130的磁灵敏度轴130a沿着x轴方向。如图3所示,第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自具有包含磁敏电阻r1以及固定电阻r2的桥电路。磁敏电阻r1若被施加沿着x轴方向的磁场,则电阻值变化。固定电阻r2即使被施加沿着x轴方向的磁场,电阻值也几乎不变化。
59.图4是示出本发明的实施方式1的电流传感器具备的磁传感器的结构的俯视图。在本发明的实施方式1中,第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自具有tmr(tunnel magneto resistance,隧道磁阻)元件作为磁阻元件。如图4所示,在磁敏电阻r1中,构成了将多个tmr元件串联地连接的磁敏元件列10。在固定电阻r2中,构成了将多个tmr元件串联地连接的基准元件列20。设置有未图示的屏蔽构造,使得覆盖基准元件列20。通过屏蔽构造来屏蔽磁场,由此在基准元件列20的tmr元件实质上不施加磁场。
60.另外,在第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自中,作为磁阻元件,也可以代替tmr元件而具有gmr(giant magneto resistance,巨磁阻)元件或amr(anisotropic magneto resistance,各向异性磁阻)元件。
61.如图1~图3所示,支承体160对磁传感器芯片140进行支承。在本发明的实施方式1中,支承体160的z轴方向上的一侧的面和基板141的z轴方向上的另一侧的面通过裸芯片贴
装薄膜170相互连接,由此磁传感器芯片140支承于支承体160。另外,将支承体160和磁传感器芯片140连接的构件并不限于裸芯片贴装薄膜170,也可以是粘接剂等。在本发明的实施方式1中,支承体160在电位上成为浮置状态,因此裸芯片贴装薄膜170也可以具有导电性以及绝缘性中的任一者。裸芯片贴装薄膜170的面积优选为支承体160的z轴方向上的一侧的面的面积以下。
62.如图2所示,在磁传感器芯片140支承于支承体160的状态下,基板141的z轴方向上的另一侧的面和第2流路部112以及第4流路部114各自的z轴方向上的一侧的面相互分离。另外,基板141的z轴方向上的另一侧的面构成磁传感器芯片140的z轴方向上的另一侧的面。
63.因此,在支承体160的z轴方向上的一侧的面位于比第2流路部112以及第4流路部114各自的z轴方向上的一侧的面靠z轴方向上的另一侧的情况下,与它们位于相同平面上的情况相比较,裸芯片贴装薄膜170变厚。
64.如图3所示,从作为磁传感器芯片140和支承体160排列的方向的z轴方向观察,上述至少一个磁传感器配置在与电流通路110重叠的位置。在本发明的实施方式1中,从z轴方向观察,第1磁传感器120配置在与第2流路部112重叠的位置,第2磁传感器130配置在与第4流路部114重叠的位置。
65.如图2所示,通过上述的配置,在电流通路110流过电流i时,在第2流路部112的周围产生的磁场112e在沿着磁灵敏度轴120a的方向上作用于第1磁传感器120,在第4流路部114的周围产生的磁场114e在沿着磁灵敏度轴130a的方向上作用于第2磁传感器130。
66.磁传感器芯片140具备通过布线146与第1磁传感器120以及第2磁传感器130电连接的第1连接端子142、第2连接端子143、第3连接端子144以及第4连接端子145。
67.具体地,第1连接端子142是与电源连接的电源端子vcc,与第1磁传感器120的磁敏电阻r1以及第2磁传感器130的固定电阻r2各自连接。第4连接端子145是具有接地电位的接地端子gnd,与第1磁传感器120的固定电阻r2以及第2磁传感器130的磁敏电阻r1各自连接。
68.第2连接端子143是第1磁传感器120的输出端子v ,连接于第1磁传感器120的磁敏电阻r1与固定电阻r2之间的中点。第3连接端子144是第2磁传感器130的输出端子v-,连接于第2磁传感器130的固定电阻r2与磁敏电阻r1之间的中点。
69.从作为磁传感器芯片140和支承体160排列的方向的z轴方向观察,第1连接端子142、第2连接端子143、第3连接端子144以及第4连接端子145各自配置在与支承体160重叠的位置。
70.如图1所示,第1信号端子151和第1连接端子142通过接合线180电连接,第2信号端子152和第2连接端子143通过接合线180电连接,第3信号端子153和第3连接端子144通过接合线180电连接,第4信号端子154和第4连接端子145通过接合线180电连接。
71.磁传感器芯片140以及接合线180埋设于密封树脂190。因此,磁传感器芯片140与电流通路110之间被密封树脂190绝缘。
72.以下,对本发明的实施方式1涉及的电流传感器100的动作进行说明。
73.如图1所示,测定对象的电流i朝向y轴方向上的一侧流过第2流路部112,朝向y轴方向上的另一侧流过第4流路部114。因此,如图2所示,通过在第2流路部112流过测定对象的电流i而产生的磁场112e朝向x轴方向上的另一侧对第1磁传感器120进行作用。另一方
面,通过在第4流路部114流过测定对象的电流i而产生的磁场114e朝向x轴方向上的一侧对第2磁传感器130进行作用。
74.因此,关于由在电流通路110流过的测定对象的电流i产生的磁场的强度,第1磁传感器120的检测值的相位和第2磁传感器130的检测值的相位成为反相。因此,若将第1磁传感器120检测出的磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器130检测出的磁场的强度成为负的值。通过用差动放大电路对第1磁传感器120的检测值和第2磁传感器130的检测值进行处理,从而能够在消除外部磁场的影响的同时计算出在电流通路110流过的测定对象的电流i。
75.在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,对磁传感器芯片140进行支承的支承体160与电流通路110分离且具有与电流通路110不同的电位,不存在将第1磁传感器120以及第2磁传感器130和电流通路110相连的界面,因此能够抑制在电流通路110与磁传感器芯片140之间发生沿面放电,能够提高电流传感器100的耐绝缘特性。
76.此外,在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,从作为磁传感器芯片140和支承体160排列的方向的z轴方向观察,第1磁传感器120配置在与第2流路部112重叠的位置,第2磁传感器130配置在与第4流路部114重叠的位置。
77.由此,在第2流路部112的周围产生的磁场112e在沿着磁灵敏度轴120a的方向上作用于第1磁传感器120,在第4流路部114的周围产生的磁场114e在沿着磁灵敏度轴130a的方向上作用于第2磁传感器130。其结果是,能够通过第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自以高灵敏度检测在电流通路110流过的测定对象的电流i。
78.进而,在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,第1信号端子151和第1连接端子142通过接合线180电连接,第2信号端子152和第2连接端子143通过接合线180电连接,第3信号端子153和第3连接端子144通过接合线180电连接,第4信号端子154和第4连接端子145通过接合线180电连接,因此能够抑制从第1信号端子151~第4信号端子154向第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自传递应变。因此,能够抑制第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自的磁场检测特性由于从第1信号端子151~第4信号端子154传递的应变而变得不稳定。
79.在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,通过上述的结构,能够在提高电流传感器100的耐绝缘特性的同时良好且稳定地维持第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自的磁场检测特性。
80.在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,电流通路110包含位于相互隔开间隙119的位置并且流过测定对象的电流i的方向互为反方向的一对对置部,从磁传感器芯片140和支承体160排列的方向观察,第1磁传感器120配置在与作为一对对置部中的一者的第2流路部112重叠的位置,第2磁传感器130配置在与作为一对对置部中的另一者的第4流路部114重叠的位置。
81.由此,关于由在电流通路110流过的测定对象的电流i产生的磁场的强度,因为第1磁传感器120的检测值的相位和第2磁传感器130的检测值的相位成为反相,所以通过用差动放大电路对第1磁传感器120的检测值和第2磁传感器130的检测值进行处理,从而能够在消除外部磁场的影响的同时高精度地检测在电流通路110流过的测定对象的电流i。
82.在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,支承体160配置在间隙119。由此,
能够在不增大电流传感器100的尺寸的情况下提高电流传感器100的耐绝缘特性。
83.在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,电流通路110、第1信号端子151~第4信号端子154以及支承体160由一个构件形成。由此,关于电流通路110、第1信号端子151~第4信号端子154以及支承体160中的每一者,能够在使特性稳定的同时通过对一片金属板进行压制加工等方法来简易地形成。
84.在本发明的实施方式1涉及的电流传感器100中,从作为磁传感器芯片140和支承体160排列的方向的z轴方向观察,第1连接端子142~第4连接端子145各自配置在与支承体160重叠的位置。由此,在作为与设置有第1连接端子142~第4连接端子145的基板141的z轴方向上的一侧的面对置的面的、基板141的z轴方向上的另一侧的面中,能够通过支承体160对磁传感器芯片140进行支承,因此能够在第1连接端子142~第4连接端子145各自牢固地连接接合线180。其结果是,能够提高第1连接端子142~第4连接端子145各自与磁传感器芯片140的电连接的可靠性。
85.(实施方式2)
86.以下,参照图对本发明的实施方式2涉及的电流传感器进行说明。本发明的实施方式2涉及的电流传感器与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100的不同点主要在于电流端子以及信号端子的数量,因此关于与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100同样的结构,不再重复说明。
87.图5是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器的结构的立体图。在图5中,透视密封树脂而进行了图示。如图5所示,本发明的实施方式2涉及的电流传感器200具备第1信号端子251、第2信号端子252、第3信号端子253、第4信号端子254、第5信号端子255、第6信号端子256、第7信号端子257以及第8信号端子258。
88.在本发明的实施方式2涉及的电流传感器200中,电流通路110包含在x轴方向上隔开间隔排列的第1电流端子116a、第2电流端子116b、第3电流端子116c、第4电流端子116d、第5电流端子116e、第6电流端子116f。
89.第1电流端子116a与第1流路部111中的x轴方向上的另一侧的部分连接。第2电流端子116b与第1流路部111中的x轴方向上的中央的部分连接。第3电流端子116c与第1流路部111中的x轴方向上的一侧的部分连接。第4电流端子116d与第4流路部114中的x轴方向上的另一侧的部分连接。第5电流端子116e与第4流路部114中的x轴方向上的中央的部分连接。第6电流端子116f与第4流路部114中的x轴方向上的一侧的部分连接。
90.支承体160还包含未被密封树脂190覆盖而露出的第1支承端子166a以及第2支承端子166b。第1支承端子166a以及第2支承端子166b在x轴方向上位于相互隔开间隔的位置。第1支承端子166a以及第2支承端子166b在x轴方向上配置在第3电流端子116c与第4电流端子116d之间。
91.在本发明的实施方式2涉及的电流传感器200中,磁传感器芯片140具有五个连接端子。五个连接端子通过接合线180与第2信号端子252、第5信号端子255、第6信号端子256、第7信号端子257以及第8信号端子258分别连接。
92.在本发明的实施方式2涉及的电流传感器200中,也能够在提高电流传感器200的耐绝缘特性的同时良好且稳定地维持第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自的磁场检测特性。
93.(实施方式3)
94.以下,参照图对本发明的实施方式3涉及的电流传感器进行说明。本发明的实施方式3涉及的电流传感器与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100的不同点主要在于支承体以及连接端子的配置,因此关于与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100同样的结构,不再重复说明。
95.图6是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器的结构的剖视图。图7是从箭头vii方向观察了图6的电流传感器的俯视图。在图6中,以与图2相同的剖视进行了表示。在图6以及图7中,未图示密封树脂。
96.如图6以及图7所示,在本发明的实施方式3涉及的电流传感器300中,支承体360配置在作为一对对置部的第2流路部112以及第4流路部114的外侧,使得将一对对置部夹在中间。具体地,支承体360的一部分配置在第2流路部112的与第4流路部114侧相反侧。支承体360的另一部分配置在第4流路部114的与第2流路部112侧相反侧。支承体360的上述一部分和支承体360的上述另一部分由一个构件构成。在本发明的实施方式3涉及的电流传感器300中,支承体360由一个构件构成,但是也可以是,支承体360包含两个构件,支承体360的一个构件相对于第3流路部413配置在x轴方向上的另一侧,支承体360的另一个构件相对于第3流路部413配置在x轴方向上的一侧。
97.从作为磁传感器芯片140和支承体360排列的方向的z轴方向观察,第1连接端子142以及第2连接端子143各自配置在与支承体360的上述一部分重叠的位置。从作为磁传感器芯片140和支承体360排列的方向的z轴方向观察,第3连接端子144以及第4连接端子145各自配置在与支承体360的上述另一部分重叠的位置。
98.在本发明的实施方式3涉及的电流传感器300中,能够对磁传感器芯片140在长度方向上的两端部通过支承体360进行支承,因此能够对磁传感器芯片140稳定地进行支承。
99.在此,对本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器进行说明。图8是示出本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。图9是从箭头ix方向观察了图7的电流传感器的俯视图。在图8中,以与图6相同的剖视进行了表示。在图8以及图9中,未图示密封树脂。
100.如图8以及图9所示,本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器300x具备电流通路110、磁传感器芯片340、多个信号端子、支承体360、以及绝缘材料370。
101.磁传感器芯片340包含至少一个磁传感器以及与该至少一个磁传感器电连接的多个连接端子,该至少一个磁传感器具有磁阻元件,对由流过电流通路110的电流i产生的磁场的强度进行检测。
102.在本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器300x中,磁传感器芯片340作为至少一个磁传感器而具备第1磁传感器120以及第2磁传感器130。磁传感器芯片340包含基板341。第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自设置在基板341上。与实施方式1~实施方式3的基板141相比较,基板341小。基板341包含硅。不过,构成基板341的材料并不限于硅,也可以是其它半导体或绝缘体。
103.在本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器300x中,磁传感器芯片340经由绝缘材料370支承于支承体360。支承体360的z轴方向上的一侧的面和绝缘材料370的z轴方向上的另一侧的面通过裸芯片贴装薄膜170相互连接。在绝缘材料370的z轴方向上的一侧
的面上,固定有基板341。绝缘材料370由氧化铝基板或聚酰亚胺胶带等构成。
104.如图9所示,在本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器300x中,从作为磁传感器芯片340和支承体160排列的方向的z轴方向观察,第1连接端子142、第2连接端子143、第3连接端子144以及第4连接端子145各自配置在与电流通路110重叠的位置。具体地,从z轴方向观察,第1连接端子142以及第2连接端子143各自配置在与第2流路部112重叠的位置,第3连接端子144以及第4连接端子145各自配置在与第4流路部114重叠的位置。
105.在本发明的实施方式3的变形例涉及的电流传感器300x中,能够将磁传感器芯片340小型化,并且通过将磁传感器芯片340经由绝缘材料370支承于支承体360,从而能够抑制在电流通路110与磁传感器芯片340之间发生沿面放电,能够提高电流传感器300x的耐绝缘特性。
106.(实施方式4)
107.以下,参照图对本发明的实施方式4涉及的电流传感器进行说明。本发明的实施方式4涉及的电流传感器与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100的不同点主要在于电流通路的形状、支承体以及连接端子的配置,因此关于与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100同样的结构,不再重复说明。
108.图10是示出本发明的实施方式4涉及的电流传感器的结构的立体图。图11是从xi-xi线箭头方向观察了图10的电流传感器的剖视图。图12是从箭头xii方向观察了图11的电流传感器的俯视图。在图10中,透视密封树脂而进行了图示。在图11以及图12中,未图示密封树脂。
109.如图10~图12所示,本发明的实施方式4涉及的电流传感器400具备电流通路410、磁传感器芯片140、多个信号端子、以及支承体360。
110.电流通路410包含朝向x轴方向上的一侧延伸的第1流路部111、从第1流路部111的x轴方向上的一侧的端部中的y轴方向上的一侧的部分朝向x轴方向上的一侧延伸的第3流路部413、从第3流路部413的x轴方向上的一侧的端部中的y轴方向上的另一侧的部分朝向x轴方向上的一侧延伸的第5流路部115。第1流路部111、第3流路部413以及第5流路部115埋设于密封树脂190。
111.支承体360在x轴方向上配置在第3流路部413的外侧,使得将第3流路部413夹在中间。具体地,支承体360包含两个构件,支承体360的一个构件相对于第3流路部413配置在x轴方向上的另一侧。支承体360的另一个构件相对于第3流路部413配置在x轴方向上的一侧。在本发明的实施方式4涉及的电流传感器400中,支承体360包含两个构件,但是相对于第3流路部413配置在x轴方向上的另一侧的部分和相对于第3流路部413配置在x轴方向上的一侧的部分也可以由一个构件构成。
112.在本发明的实施方式4涉及的电流传感器400中,如图11以及图12所示,磁传感器芯片140作为至少一个磁传感器而具备第1磁传感器420。第1磁传感器420设置在基板141上。另外,在本发明的实施方式4中,磁传感器的数量并不限于一个,也可以是多个。
113.如图11以及图12所示,第1磁传感器420的磁灵敏度轴420a沿着y轴方向。如图12所示,第1磁传感器420具有包含磁敏电阻r1、固定电阻r2、固定电阻r3以及磁敏电阻r4的惠斯通桥电路。磁敏电阻r1以及磁敏电阻r4各自若被施加沿着x轴方向的磁场,则电阻值变化,固定电阻r2以及固定电阻r3各自即使被施加沿着x轴方向的磁场,电阻值也几乎不变化。磁
敏电阻r4构成为进行与磁敏电阻r1反相的输出。固定电阻r3具有与固定电阻r2同样的结构。
114.如图11所示,在磁传感器芯片140支承于支承体360的状态下,基板141的z轴方向上的另一侧的面和第3流路部413的z轴方向上的一侧的面相互分离。
115.如图12所示,从作为磁传感器芯片140和支承体360排列的方向的z轴方向观察,第1磁传感器420配置在与第3流路部413重叠的位置。
116.通过上述的配置,在电流通路410流过电流i时,如图11所示,在第3流路部413的周围产生的磁场413e在沿着磁灵敏度轴420a的方向上作用于第1磁传感器420。
117.在本发明的实施方式4涉及的电流传感器400中,从作为磁传感器芯片140和支承体360排列的方向的z轴方向观察,第1磁传感器420配置在与第3流路部413重叠的位置。
118.由此,在第3流路部413的周围产生的磁场413e在沿着磁灵敏度轴420a的方向上作用于第1磁传感器420。其结果是,能够通过第1磁传感器420以高灵敏度检测在电流通路410流过的测定对象的电流i。
119.在本发明的实施方式4涉及的电流传感器400中,也能够在提高电流传感器400的耐绝缘特性的同时良好且稳定地维持第1磁传感器420的磁场检测特性。
120.在此,对本发明的实施方式4的变形例涉及的电流传感器进行说明。图13是示出本发明的实施方式4的变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。图14是从xiv-xiv线箭头方向观察了图13的电流传感器的剖视图。图15是从箭头xv方向观察了图14的电流传感器的俯视图。在图13中,透视密封树脂而进行了图示。在图14以及图15中,未图示密封树脂。
121.如图13~图15所示,本发明的实施方式4的变形例涉及的电流传感器400x具备电流通路410、磁传感器芯片340、多个信号端子、支承体360、以及绝缘材料370。磁传感器芯片340经由绝缘材料370支承于支承体360。
122.在本发明的实施方式4的变形例涉及的电流传感器400x中,磁传感器芯片340作为至少一个磁传感器而具备第1磁传感器420。磁传感器芯片340包含基板341。第1磁传感器420设置在基板341上。
123.如图13所示,在本发明的实施方式4的变形例涉及的电流传感器400x中,从作为磁传感器芯片340和支承体160排列的方向的z轴方向观察,第1连接端子142、第2连接端子143、第3连接端子144以及第4连接端子145各自配置在与电流通路410重叠的位置。具体地,从z轴方向观察,第1连接端子142、第2连接端子143、第3连接端子144以及第4连接端子145各自配置在与第3流路部413重叠的位置。
124.在本发明的实施方式4的变形例涉及的电流传感器400x中,能够将磁传感器芯片340小型化,并且通过将磁传感器芯片340经由绝缘材料370支承于支承体360,从而能够抑制在电流通路410与磁传感器芯片340之间发生沿面放电,能够提高电流传感器400x的耐绝缘特性。
125.(实施方式5)
126.以下,参照图对本发明的实施方式5涉及的电流传感器进行说明。本发明的实施方式5涉及的电流传感器与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100的不同点主要在于信号端子对磁传感器芯片进行支承,因此关于与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100同样的结构,不再重复说明。
127.图16是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器的结构的立体图。图17是从xvii-xvii线箭头方向观察了图16的电流传感器的剖视图。图18是从箭头xviii方向观察了图17的电流传感器的俯视图。在图16中,透视密封树脂而进行了图示。在图17以及图18中,未图示密封树脂。
128.如图16~图18所示,在本发明的实施方式5涉及的电流传感器500中,多个信号端子中的两个信号端子对磁传感器芯片140进行支承。具体地,第1信号端子151以及第4信号端子154对磁传感器芯片140进行支承。即,第1信号端子151以及第4信号端子154兼作支承体。
129.从作为第1信号端子151以及第4信号端子154和磁传感器芯片140排列的方向的z轴方向观察,第1磁传感器120配置在与第2流路部112重叠的位置。从作为第1信号端子151以及第4信号端子154和磁传感器芯片140排列的方向的z轴方向观察,第2磁传感器130配置在与第4流路部114重叠的位置。
130.在本发明的实施方式5涉及的电流传感器500中,不需要另外设置支承体的空间,因此能够将磁传感器芯片140小型化。
131.在本发明的实施方式5涉及的电流传感器500中,也能够在提高电流传感器500的耐绝缘特性的同时良好且稳定地维持第1磁传感器120以及第2磁传感器130各自的磁场检测特性。
132.另外,上述的各实施方式涉及的电流传感器可以是开环方式的电流传感器,也可以是闭环方式的电流传感器。
133.在上述的实施方式的说明中,也可以将能够组合的结构相互组合。
134.应认为,此次公开的实施方式在所有的方面均为例示,而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明示出,而是由权利要求书示出,并意图包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有的变更。
135.附图标记说明
136.10:磁敏元件列,20:基准元件列,100、200、300、300x、400、400x、500:电流传感器,110、410:电流通路,111:第1流路部,112:第2流路部,113、413:第3流路部,114:第4流路部,115:第5流路部,112e、114e、413e:磁场,116a:第1电流端子,116b:第2电流端子,116c:第3电流端子,116d:第4电流端子,116e:第5电流端子,116f:第6电流端子,119:间隙,120、420:第1磁传感器,120a、130a、420a:磁灵敏度轴,130:第2磁传感器,140、340:磁传感器芯片,141、341:基板,142:第1连接端子,143:第2连接端子,144:第3连接端子,145:第4连接端子,146:布线,151、251:第1信号端子,152、252:第2信号端子,153、253:第3信号端子,154、254:第4信号端子,160、360:支承体,166a:第1支承端子,166b:第2支承端子,170:裸芯片贴装薄膜,180:接合线,190:密封树脂,255:第5信号端子,256:第6信号端子,257:第7信号端子,258:第8信号端子,370:绝缘材料,gnd:接地端子,i:电流,r1、r4:磁敏电阻,r2、r3:固定电阻,v 、v-:输出端子,vcc:电源端子。
再多了解一些

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