CN1327268A - 具有集成电容器的霍耳效应传感元件 - Google Patents

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Abstract

霍耳元件及电容器组件包括无引线的片状电容器,它被用作EMI屏蔽/ESD保护－旁路电容器。在第一实施形式中以制造好的支承结构准备一个壳体,用于一个霍耳元件及一个或多个EMI屏蔽或旁路电容器的组装。该支承壳体使霍耳元件及片状电容器的连接变得容易。该构型也简化了连接小型片状电容器的制造方法。在一个替换实施形式中使用一种绝缘的制造好的形式的封装,它包围着片状电容器及与霍耳效应传感器引线连接的部分。

Description

具有集成电容器的霍耳效应传感元件
本发明总地涉及电子元件的的组件领域。本发明尤其涉及用于构成具有集成的EMI(电磁干扰)屏蔽电容器的霍耳效应传感元件。
在许多应用中电子传感器的使用正在扩大。现在这种传感器的需求及应用迅速地增加。正如大多数电子装置的情况，对于简化制造方法及减小装置结构单元的实际尺寸具有持续增长的需要。目前，典型的霍耳效应传感元件正通过使用旁路电容器以适当方式与霍耳效应传感元件连接来克服与电磁干扰(EMI)及静电放电(ESD)相关的问题。在这些公知的结构中，电容器通过软焊、硬焊等方法连接，以便在制造汽车传感器或另外的传感器时构成待使用的功能子组件。
在这些公知的制造方法中，需要一个设备或一个人员在连接工序期间使每个元件精确地保持及定位。通常选择带有径向引线的环氧外壳的电容器，用于所需的组件安装。该元件相对大的尺寸及通常不规则的外形必然导致：它们对于达到改善制造方法及减小传感器组件的整体尺寸的目标不是优化的方式。此外，当电容器在空间上离霍耳元件靠近地放置时，将比这类电容器组件在输出容量、EMI抑制及ESD保护方面的性能可以提高。
由于大的电容器壳体尺寸带来的约束，使这些现有的系统在达到所需效果的性能上受到限制。虽然现在可以得到许多小型的电容器组件，但它们的尺寸对于作为传感器组装方法的附件是不适合的及它们易破碎的构型需要有保护措施以防止整个组件在后继加工时的损坏。因此现在的组件方案由于目前的条件，即使用相对大的电容器环氧外壳及径向引线而受到限制。
与此相应地，在该技术领域还存在需要，即通过减小整个组件的实际尺寸来改进霍耳效应传感器组件的制造方法。此外，在该技术领域还需要，对与霍耳组件相关的制造方法进行改进。本发明的另外任务及优点由以下的概述及对优选实施形式的详细描述来阐明。
为了减小霍耳元件传感器元件的整个组件的尺寸及改善其制造方法，根据本发明将使用片状电容器作为EMI屏蔽/ESD保护-旁路电容器。上述与使用小元件相关的问题，在根据本发明的一个实施形式中将通过使用一个具有支承壳体的组件来解决。在一个替换实施形式中，使用一种绝缘的制造好的形式的封装，它包围着片状电容器及与霍耳效应传感器连接的部分。
在作为例子的本发明的第一实施形式中，以制造好的支承结构准备一个壳体，用于一个霍耳元件及一个或多个EMI屏蔽/ESD保护-旁路电容器的组装。该支承壳体使霍耳元件及片状电容器的连接变得容易。该构型也简化了连接小型片状电容器的制造方法。
在一个作为例子的实施形式中，霍耳元件被嵌放在由支承壳体伸出的两个臂上。霍耳元件的引线被接收在支承壳体的空腔中，及一个或多个片状电容器被接收在支承壳体内形成的另一空腔中。支承壳体由一个制造好的绝缘体组成，它最好由耐热的塑料构成。虽然不是必需的，但最好构成多个单独的腔，以有利于每个单独的片状电容器的简单放置，以及作为整个组件的保护。在该制造方法进行期间霍耳元件及其引线和一个或多个无引线的片状电容器将被放置在支承壳体所属的空腔中。然后进行必要的焊接连接，以便提供霍耳元件的引线及EMI屏蔽/ESD保护-旁路电容器之间的电接触。
在本发明的一个替换实施形式中，其中支承壳体包括一个弹簧压力元件，它在霍耳元件引线及无引线片状电容器之间施加一个压力。这保证相应元件之间的更好电接触。在无引线片状电容器与霍耳元件引线相焊接后，使用环氧树脂或另外的绝缘材料，以便填充支承壳体的空腔中剩余的自由空间及由此提供一个牢固的物理组件。
在又一个替换的实施形式中，霍耳传感器引线从其壳体中伸出，一个或多个EMI屏蔽/ESD保护-旁路电容器被安装在这些引线上面。旁路电容器是合乎要求的无引线片状电容器。一旦无引线片状电容器与霍耳元件的相应引线焊接时，将使用环氧树脂或另外的绝缘封装材料，其形式最好是包围住这些片状电容器及引线。在每个实施形式中使用片状电容器是为了获得霍耳效应传感器整体的小型组件。
图1表示一个作为例子的本发明第一实施形式，它使用一个壳体来安装霍耳传感器及屏蔽电容器；
图2是图1中所示装置的一个侧视图；
图3是一个俯视图，它表示本发明的一个替换的实施形式，其中一个绝缘壳体包围着设在霍耳传感器引线上的片状电容器；
图4表示本发明的一个替换的实施形式，其中一个支承壳体仅包围霍耳元件的引线。
图1表示一个作为例子的本发明实施形式，其中对于总地用10表示的霍耳传感器组件，使用无引线的片状电容器作为EMI屏蔽/ESD保护及旁路的电容器。与使用小片状电容器元件相关的问题将通过使用支承组件12来克服，如本发明该实施形式中所表示的。
在作为例子的该本发明第一实施形式中，用制造好的支承结构12的形式为组装一个霍耳元件14及一个或多个EMI屏蔽/ESD保护及旁路的电容器16提供了一个壳体，其中为了清楚起见仅表示出一个电容器。该支承壳体12易于霍耳元件14与片状电容器16的连接。此外，该结构12简化了小型无引线片状电容器16端接的制造方法。
在作为例子的该实施形式中，霍耳元件14被嵌放在由支承壳体12伸出的两个臂18，19上。霍耳元件14的引线20，21，22
被接收在支承壳体12的空腔24，25中，及一个或多个片状电容器16被接收在支承壳体12内形成的另一空腔27中。支承壳体12由一个制造好的绝缘体29组成，它最好由耐热的塑料构成。虽然不是必需的，但最好构成多个单独的腔，以有利于每个单独的片状电容器的简单放置，以及作为整个组件的保护。在该制造方法进行期间霍耳元件及其引线和一个或多个无引线的片状电容器将被放置在支承壳体所属的空腔中。然后进行必要的焊接连接，以便提供霍耳元件的引线及EMI屏蔽/ESD保护-旁路电容器16之间的电接触。
图2以侧视图表示本发明的一个替换实施形式30，其中支承壳体12包括一个弹簧压力元件34，它在霍耳元件引线及无引线片状电容器之间施加一个压力。这保证相应元件之间的更好电接触。在无引线片状电容器与霍耳元件引线相焊接后，使用环氧树脂或另外的绝缘材料，以便填充支承壳体12的空腔中剩余的自由空间及由此提供一个牢固的物理组件。
图3中以40总地表示又一个替换的实施形式。在该替换实施形式中，霍耳传感器引线42，43，44从其壳体45中伸出。一个或多个EMI屏蔽/ESD保护-旁路电容器46，47被安装在霍耳传感器元件48的引线上面。旁路电容器46，47是合乎要求的无引线片状电容器。一旦无引线片状电容器与霍耳元件的相应引线焊接时，将使用环氧树脂52或另外的绝缘封装材料，其形式最好是包围住这些片状电容器及引线。
在每个实施形式中使用片状电容器是为了获得霍耳效应传感器整体的小型组件。此外，这里所描述的构型及方法相对现有技术的方法体现出优点，即对于整个结构单元提供了一种小型、耐久的组件。
技术人员可以看到，支承壳体不一定要作成象这里具体所述的结构。虽然上述支承壳体具有最合乎要求的构型，但也可考虑使用类似地适用的其它的制造好的支承壳体。例如，这样类似地适用的任何壳体：设有一个位置，用于放置霍耳元件及一个或多个片状电容器。但理想的是，支承壳体具有一部分，它在物理布置上适合接收如图1中所示的霍耳元件的实际壳体。类似地，理想的是支承壳体具有一部分，它可接收一个或多个片状壳体。但可理解，不是这些理想特征的任何一个是必需的。例如，图4中以60总地表示一个支承壳体，其中一个霍耳元件62的引线被接收在支承壳体64中，后者至少具有接收一个片状电容器66的一个空腔。一旦焊接连接形成，如上述现有实施形式中那样，该实施形式中的空腔也将被密封，以便构成一个牢固的组件。

Claims (18)

1.霍耳元件及电容器组件，具有：
一个包括至少一个空腔的支承壳体，在空腔中放置霍耳元件的一个或多个引线；及
一个片状电容器，它被放置在空腔的内部及与霍耳元件的一个引线相连接。
2.根据权利要求1的霍耳元件及电容器组件，还设有一个第二片状电容器，它被放置在空腔的内部及与霍耳元件的另一个引线相连接。
3.根据权利要求1的霍耳元件及电容器组件，还设有一个霍耳元件支架，它从与霍耳元件壳体交界的支承壳体上伸出。
4.根据权利要求1的霍耳元件及电容器组件，在与片状电容器交界的空腔中还设有绝缘材料。
5.根据权利要求4的霍耳元件及电容器组件，其中该绝缘材料是环氧树脂。
6.根据权利要求1的霍耳元件及电容器组件，还设有至少两个霍耳元件支架，它们从与霍耳元件壳体交界的支承壳体上伸出。
7.霍耳元件及电容器组件，具有：一个包括多个引线的霍耳元件，引线从霍耳元件的壳体中伸出；一个片状电容器，它与霍耳元件的至少一个引线电连接；及一个由绝缘材料作的壳体，它包围着电容器及霍耳元件的至少一个引线。
8.根据权利要求7的霍耳元件及电容器组件，其中绝缘材料由环氧树脂组成。
9.根据权利要求7的霍耳元件及电容器组件，具有至少两个片状电容器，它们被连接在霍耳元件的引线之间。
10.霍耳元件及电容器组件的制造方法，具有以下步骤：
准备一个具有至少一个空腔的支承壳体，
将一个霍耳元件的一个或多个引线插入到该空腔中，及
将一个片状电容器放置到该空腔中及将电容器与霍耳元件的一个引线相连接。
11.根据权利要求10的霍耳元件及电容器组件的制造方法，还具有：将一个第二片状电容器放置到该空腔中及将该第二电容器与霍耳元件的一个引线相连接的步骤。
12.根据权利要求10的霍耳元件及电容器组件的制造方法，其中在准备一个支承壳体的步骤中包括准备一个具有至少一个霍耳元件支架的支承壳体的步骤，该支架从与霍耳元件壳体交界的支承壳体上伸出。
13.根据权利要求10的霍耳元件及电容器组件的制造方法，还具有：将一种绝缘材料施加到与片状电容器交界的空腔中的步骤。
14.根据权利要求13的霍耳元件及电容器组件的制造方法，其中该绝缘材料是环氧树脂。
15.根据权利要求10的霍耳元件及电容器组件的制造方法，其中该支承壳体至少包括两个霍耳元件支架，它们从与霍耳元件壳体交界的支承壳体上伸出。
16.霍耳元件及电容器组件的制造方法，具有以下步骤：
准备一个具有多个从霍耳元件壳体上伸出的引线的霍耳元件，
将一个片状电容器与至少一个霍耳元件的引线相连接，及
将一个绝缘材料作的壳体包围住该片状电容器与至少一个霍耳元件的引线。
17.根据权利要求16的霍耳元件及电容器组件的制造方法，其中其中绝缘材料由环氧树脂组成。
18.根据权利要求16的霍耳元件及电容器组件的制造方法，具将至少两个片状电容器连接在霍耳元件的引线之间的步骤。
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