DE102011056187A1 - Magnetfeld-Stromsensoren - Google Patents

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Abstract

Ausführungsformen betreffen Magnetfeld-Stromsensoren. Bei einer Ausführungsform enthält ein Magnetfeld-Stromsensor: einen Halbleiter-Die mit einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberfläche und mindestens ein Magnetfelderfassungselement umfassend; und einen unitären Leiter, der einen Aufstandsflächenabschnitt, einen ersten und zweiten Säulenabschnitt und einen ersten und zweiten Kontaktabschnitt umfasst, wobei der erste Säulenabschnitt eine erste Höhe aufweist und den ersten Kontaktabschnitt an den Aufstandsflächenabschnitt koppelt, der zweite Säulenabschnitt die erste Höhe aufweist und den zweiten Kontaktabschnitt an den Aufstandsflächenabschnitt koppelt, die erste Höhe eine monotone vertikale Abmessung ist, die den Aufstandsflächenabschnitt von dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt trennt, und der Aufstandsflächenabschnitt den Leiter an die erste Oberfläche des Die koppelt, so dass der Aufstandsflächenabschnitt im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche des Die und innerhalb eines Umfangs der ersten Oberfläche verläuft und der erste und zweite Kontaktabschnitt näher an der ersten Oberfläche liegen als an der zweiten Oberfläche.

Description

  • ERFINDUNGSGEBIET
  • Die Erfindung betrifft allgemein integrierte Schaltungen und insbesondere magnetische Stromsensoren als integrierte Schaltung.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Zu gewünschten Eigenschaften von galvanisch isolierten Magnetfeld-Stromsensoren als integrierte Schaltung (IC) zählen hohe magnetische Empfindlichkeit, hohe mechanische Stabilität und Zuverlässigkeit, geringer Stresseinfluss auf Hall-Sensor-Elemente nahe Chipgrenzen, hohe thermische Gleichförmigkeit und geringe thermische Gradienten, hohe Isolierspannung, minimierte Elektromigrationsprobleme und geringe Herstellungskosten. Herkömmliche Stromsensoren können ein oder mehrere Merkmale enthalten oder auf Weisen hergestellt sein, die versuchen, diese gewünschten Eigenschaften zu behandeln.
  • Beispielsweise verwenden einige Stromsensoren den Systemträger als eine Stromzuleitung. Andere enthalten auch einen Magnetkern. Solche Sensoren können jedoch in der Herstellung teuer sein.
  • Andere Stromsensoren enthalten zusätzliche Schichten wie etwa spezielle Magnetschichten auf dem Silizium-Die oder eine auf der Isolierschicht ausgebildete dicke Metallschicht. Auch diese Sensoren sind teuer, und letztere können empfindlich gegenüber Störfeldern sein und können unter Nachteilen leiden, die das Positionieren des stromführenden Drahts außerhalb des IC betreffen.
  • Deshalb besteht eine Notwendigkeit für einen galvanisch isolierten IC-Magnetfeld-Stromsensor mit gewünschten Eigenschaften, während Nachteile minimiert werden.
  • Es ist demgemäß Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Magnetfeld-Stromsensor, insbesondere einen IC-Magnetfeld-Stromsensor, mit verbesserten Eigenschaften anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Bei einer Ausführungsform umfasst ein Magnetfeld-Stromsensor Folgendes: einen Halbleiter-Die mit einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberfläche und mindestens ein Magnetfelderfassungselement umfassend; und einen unitären Leiter, der einen Aufstandsflächenabschnitt, einen ersten und zweiten Säulenabschnitt und einen ersten und zweiten Kontaktabschnitt umfasst, wobei der erste Säulenabschnitt eine erste Höhe aufweist und den ersten Kontaktabschnitt an den Aufstandsflächenabschnitt koppelt, der zweite Säulenabschnitt die erste Höhe aufweist und den zweiten Kontaktabschnitt an den Aufstandsflächenabschnitt koppelt, die erste Höhe eine monotone vertikale Abmessung ist, die den Aufstandsflächenabschnitt von dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt trennt, und der Aufstandsflächenabschnitt den Leiter an die erste Oberfläche des Die koppelt, so dass der Aufstandsflächenabschnitt im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche des Die und innerhalb eines Umfangs der ersten Oberfläche verläuft und der erste und zweite Kontaktabschnitt näher an der ersten Oberfläche liegen als die zweite Oberfläche. Für den Begriff „Aufstandsfläche” wird in der Anmeldung auch der gleichbedeutende Begriff „Fußabdruck” verwendet.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst ein Magnetfeld-Stromsensor:
    einen Die mit mindestens einem Magnetfelderfassungselement; mehrere in einer ersten Ebene angeordnete und an den Die gekoppelte Kontakte; einen Leiter, umfassend den ersten und zweiten Kontaktabschnitt, wobei der erste und zweite Kontakt elektrisch gekoppelt und in einer von der ersten Ebene verschiedenen zweiten Ebene angeordnet sind, und der Leiter an den Die gekoppelt und elektrisch von diesem isoliert ist; und einen Formkörper, der den Die, die mehreren Kontakte und den ersten und zweiten Kontaktabschnitt einschließt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung lässt sich bei Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstehen. Es zeigen:
  • 1 einen Stromleiterclip oder -bügel gemäß einer Ausführungsform;
  • 2A Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 2B einen Sensorbaustein gemäß einer Ausführungsform;
  • 3A eine Draufsicht auf Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 3B eine seitliche Schnittansicht der Sensorkomponenten von 3A;
  • 4A eine Draufsicht auf Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 4B eine seitliche Schnittansicht der Sensorkomponenten von 4A;
  • 5A eine Draufsicht auf Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 5B eine seitliche Schnittansicht der Sensorkomponenten von 5A;
  • 6 Simulationsergebnisse in einer Teilansicht eines Stromleiterclips gemäß einer Ausführungsform;
  • 7 Simulationsergebnisse eines Magnetfelds über einer z-Position des Leiterclips von 6;
  • 8 Simulationsergebnisse in einer Teilansicht eines Stromleiterclips gemäß einer Ausführungsform;
  • 9 Simulationsergebnisse in einer Teilansicht eines Stromleiterclips gemäß einer Ausführungsform;
  • 10 Simulationsergebnisse der Flussdichte des Leiterclips von 9;
  • 11 Simulationsergebnisse in einer Teilansicht eines Stromleiterclips gemäß einer Ausführungsform;
  • 12 Simulationsergebnisse in einer Teilansicht eines Stromleiterclips gemäß einer Ausführungsform;
  • 13A eine Draufsicht auf Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 13B eine seitliche Schnittansicht der Sensorkomponenten von 13A;
  • 14A eine Draufsicht auf Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 14B eine seitliche Schnittansicht der Sensorkomponenten von 14A;
  • 15 ein Flussdiagramm eines Herstellungsprozesses gemäß einer Ausführungsform;
  • 16 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 17 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 18 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 19 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 20 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 21 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 22 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 23 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 24 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 25 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 26 eine seitliche Schnittansicht eines Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 27 eine seitliche Schnittansicht eines an einer PCB montierten Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 28 eine seitliche Schnittansicht eines an einer PCB montierten Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 29 eine seitliche Schnittansicht eines an einer PCB montierten Sensorbausteins gemäß einer Ausführungsform;
  • 30A eine seitliche Schnittansicht von an Sammelschienen montierten Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 30B eine Draufsicht auf die Sensorkomponenten von 30A;
  • 31A eine seitliche Schnittansicht von Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 31B eine Draufsicht auf die Sensorkomponenten von 31A;
  • 32 eine Draufsicht auf ein Clipblech gemäß einer Ausführungsform;
  • 33 eine Draufsicht auf ein Clipblech gemäß einer Ausführungsform;
  • 34 eine Draufsicht auf ein Clipblech gemäß einer Ausführungsform;
  • 35 ein Flussdiagramm eines Herstellungsprozesses gemäß einer Ausführungsform;
  • 36A eine Draufsicht auf Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 36B eine seitliche Schnittansicht der Sensorkomponenten von 36A;
  • 37A eine Draufsicht der Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform,
  • 37B eine seitliche Schnittansicht der Sensorkomponenten von 37A;
  • 38A eine auseinandergezogene Ansicht von Stromsensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 38B eine Draufsicht auf die Stromsensorkomponenten von 38A;
  • 38C eine Bodenansicht auf die Stromsensorkomponenten der 38A und 38B;
  • 39 eine Perspektivansicht eines Stromsensors, der einen Kupferblock umfasst, gemäß einer Ausführungsform;
  • 40 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Herstellen eines Stromsensors, der einen Kupferblock umfasst, gemäß einer Ausführungsform;
  • 41 eine Perspektivansicht von Kupferblöcken, die auf einem Stück Silizium-Wafer montiert sind, vor einer Vereinzelung, gemäß einer Ausführungsform;
  • 42 eine Ansicht eines an einem Silizium-Die und einem Leiter gekoppelten Kupferblocks gemäß einer Ausführungsform;
  • 43 eine seitliche Teilschnittansicht von Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 44A eine Draufsicht auf einen Stromsensorbaustein gemäß einer Ausführungsform;
  • 44B eine Bodenansicht des Stromsensorbausteins von 44A;
  • 44C Sensorkomponenten des Sensors der 44A und 44B;
  • 45A eine Draufsicht auf einen Stromsensorbaustein gemäß einer Ausführungsform;
  • 45B eine Bodenansicht des Stromsensorbausteins von 45A;
  • 45C Sensorkomponenten des Sensors der 45A und 45B;
  • 46A eine Perspektivansicht von Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform;
  • 46B eine halbtransparente seitliche Schnittansicht von Sensorkomponenten von 46A; und
  • 47 eine seitliche Schnittansicht von Sensorkomponenten gemäß einer Ausführungsform.
  • Wenngleich sich die Erfindung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen anbietet, wurden Einzelheiten davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt und werden ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen bestimmten Ausführungsformen beschränkt sein soll. Im Gegenteil sollen alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abgedeckt werden, die in den Gedanken und Schutzbereich der Erfindung fallen, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die Erfindung betrifft einen IC-Magnetfeld-Stromsensor mit einem dreidimensionalen Stromleiter. Bei Ausführungsformen können dreidimensionale Leiter lange seitliche Abmessungen vermeiden, die den Innenwiderstand erhöhen, und können auch näher an dem Die positioniert werden, um das Magnetfeld an Sensorelementorten zu maximieren. Außerdem kann ein aus einem einzelnen Stück hergestellter dreidimensionaler Stromleiter Elektromigrationsprobleme reduzieren oder eliminieren. Ausführungsformen können auch den Widerstand niedrig halten, wie etwa bei einer Ausführungsform in der Größenordnung von etwa 100 μΩ, und können eine gute galvanische Isolierung bereitstellen, wie etwa bei Ausführungsformen bis zu etwa 10 kV. Ausführungsformen können auch Stromkontakte und Niederspannungssensorpins enthalten, die auf verschiedenen Höhen angeordnet sind. Ausführungsformen können dadurch eine signifikante Spannungsisolierung bei relativ geringen Kosten bereitstellen.
  • 1 zeigt einen Stromleiterclip 100 gemäß einer Ausführungsform. Bei einer Ausführungsform umfasst der Clip 100 einen zentralen oder Aufstandsflächenabschnitt 102, einen ersten Säulenabschnitt 104, einen ersten Kontakt 106, einen zweiten Säulenabschnitt 108 und einen zweiten Kontakt 110.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst der Aufstandsflächenabschnitt 102 eine oder mehrere Kerben 112. Die Kerbe 112 kann hinsichtlich Größe, Gestalt und/oder Position so konfiguriert sein, dass ein Stromfluss durch den Clip 100 und nahe Magnetfeldsensoren geformt und verstärkt wird. Bei der Ausführungsform von 1 ist die Kerbe 112 etwa 0,3 mm mal etwa 0,5 mm groß. Wie dargestellt, ist das innere Ende der Kerbe 112 gerundet, wenngleich dies bei anderen Ausführungsformen variieren kann. Bei anderen Ausführungsformen kann die Kerbe 112 länger oder kürzer, schmaler oder breiter, unsymmetrisch sein, kann eine Öffnung durch den Aufstandsflächenabschnitt 102 umfassen oder kann eine gewisse andere Konfiguration aufweisen.
  • Der Aufstandsflächenabschnitt 102 ist allgemein derart bemessen und geformt, dass er groß genug ist, um einen guten mechanischen Kontakt mit einem Die herzustellen, auf dem er montiert ist, und auch den Clip 100 während der Herstellung zu stützen, ohne zu bewirken, dass er stürzt oder fällt, während er kleiner bleibt als der Die, da der Clip 100 in einem ausreichenden seitlichen Abstand von der Sägekante des Die platziert werden sollte, um eine gewünschte oder erforderliche Spannungsisolierung zu erzielen. Bei Ausführungsformen liegt die Spannungsisolierung in einem Bereich von etwa 1 kV bis etwa 10 kV, wobei der Aufstandsflächenabschnitt 102 um etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm von der Sägekante des Die getrennt ist. Wie in 1 gezeigt, ist der Aufstandsflächenabschnitt 102 etwa 1 mm mal etwa 1 mm groß. Falls ein Die, auf dem er montiert wird, beispielsweise 2.7 mm mal etwa 2.7 mm groß ist, und der Clip 100 in der ungefähren Mitte montiert wird, beträgt der seitliche Abstand zwischen dem Aufstandsflächenabschnitt 102 und der Sägekante des Die etwa 0,85 mm. Mit einer entsprechenden Formmasse auf dem Die reicht der Abstand somit aus, um Spannungen bis zu etwa 10 kV standzuhalten.
  • Der erste und zweite Säulenabschnitt 104 und 108 koppeln den Aufstandsflächenabschnitt 102 an den ersten und zweiten Kontakt 106 bzw. 110 und befinden sich ungefähr im rechten Winkel zum Aufstandsflächenabschnitt 102 und den Kontakten 106 und 110. Bei Ausführungsformen sind der erste und zweite Säulenabschnitt 104 und 108 von einer monotonen Höhe, so dass sie den ersten und zweiten Kontakt 106 bzw. 110 um einen vertikalen Abstand von dem Aufstandsflächenabschnitt trennen und lang genug sind, um einen ausreichenden Abstand zwischen den Kontakten 106 und 110 und der Sägekante des Die bereitzustellen, weil einer oder beide der Kontakte 106 und 110 die Sägekante überlappen können, ohne die Strompfadlänge im Clip 100 unnötig zu vergrößern. Bezüglich der monotonen Natur des ersten und zweiten Säulenabschnitts 104 und 108 erstreckt sich der Clip 100 nur in einer Richtung von den Kontakten 106 und 110 weg zum Aufstandsflächenabschnitt 102, ohne die Richtung umzukehren oder sich auf- und danach herunterzubiegen. Mit anderen Worten, falls sich die Kontakte 106 und 110 auf einer ersten Höhe befinden und sich der Aufstandsflächenabschnitt 102 auf einer zweiten Höhe befindet, dann ist eine Funktion, die die Höhe über seitlichen Abmessungen beschreibt, in einem mathematischen Sinne monoton, was bedeutet, dass ihre Ableitung das Vorzeichen nicht ändert.
  • Bei der Ausführungsform von 1 beträgt die Gesamthöhe des Clips 100 etwa 0,7 mm, wobei die Dicke etwa 0,2 mm beträgt. Somit beträgt der vertikale Abstand zwischen den Kontakten 106 und 110 und der Sägekante des Die, auf dem der Clip 100 montiert ist (was in 1 nicht gezeigt ist), etwa 0,5 mm. Die Höhe des Clips 100 sollte jedoch nicht zu groß sein, weil dies den Widerstand des Clips 100 und folglich den Einfluss des Leistungsverlusts und der Temperatur vergrößern kann.
  • Die Kontakte 106 und 110 sind bei einer Ausführungsform identisch. Die Kontakte 106 und 110 sollten groß genug sein, um eine ausreichende Oberfläche anzubieten, und wünschenswerterweise größer sein als der Die. Somit können, wie in 1 gezeigt, die Kontakte 106 und 110 die Sägekante des nichtgezeigten Die überlappen und sind etwa 3 mm mal etwa 1,2 mm groß.
  • Wie zuvor erwähnt, beträgt die Dicke des Clips 100 in 1 etwa 0,2 mm. Der Clip 100 sollte dick genug sein, um mechanische Stabilität während der Montage und während des nachfolgenden Betriebs des Bauelements sicherzustellen. Ein dickerer Clip reduziert auch den Innenwiderstand des Clips. Andererseits wird die Dicke des Clips 100 durch die Herstellbarkeit des Clips begrenzt: der Clip 100 wird gestanzt und gepresst, gebogen oder anderweitig in Form gebracht, und dies muss mit angemessener Genauigkeit erfolgen, was die Gesamtdicke begrenzt. Falls der Clip 100 die Kerbe 112 umfasst, ist zudem die Breite der Kerbe 112 größer oder gleich der Dicke des Clips 100, ungeachtet dessen, ob die Kerbe 112 durch Stanzen, Ätzen oder irgendeine andere Methodik ausgebildet wird. Somit ist der Clip 100 bei der Ausführungsform von 1 etwa 0,2 mm dick, was das gleiche ist wie die Breite der Kerbe 112, wie gezeigt. Für große Strombereiche jedoch braucht der Clip 100 keine Kerbe 112 zu enthalten, und das Weglassen der Kerbe 112 kann die Herstellung vereinfachen und dickere Clips gestatten, wie etwa bis zu etwa 1 mm oder mehr bei Ausführungsformen.
  • Allgemein besteht der Clip 100 aus einem Material, das ein guter Strom- und Wärmeleiter und unmagnetisch ist, wie etwa mit ferromagnetischen Verunreinigungen, die unter 0,1% liegen. Es ist hilfreich, wenn das Material weich genug ist, um das Stanzen, Formen, Pressen, Beschneiden und andere Schritte während der Herstellung zu erleichtern. Bei einer Ausführungsform besteht der Clip 100 aus Kupfer. Bei einer anderen Ausführungsform besteht der Clip 100 aus Aluminium.
  • 2 zeigt einen Sensorbaustein 200, der den Clip 100 umfasst. 2A zeigt den Baustein 200 vor dem Formen, während 2B den Baustein 220 nach dem Formen zeigt.
  • In 2A ist der Clip 100 an einen Die 202 gekoppelt, der wiederum an eine Basisplatte oder an ein Die-Paddle 203 gekoppelt ist. Bei Ausführungsformen ist der Die 202 durch einen Kleber, eine Lötpaste oder gewisse andere geeignete Mittel an das Die-Paddle 203 gekoppelt. Das Die-Paddle 203 ist eine leitende Basisplatte, und weil das Magnetfeld im Clip 100 Wirbelströme in dem Die-Paddle induzieren kann, wird der Die 202 bei einer Ausführungsform so dick wie möglich gemacht, um den Abstand zwischen dem Clip 100 und dem Die-Paddle 203 zu maximieren. Wie gezeigt, ist der Clip 100 an einer Oberseite des Die 202 gekoppelt, während bei anderen Ausführungsformen der Boden des Die 202 verwendet werden kann. Bei einer Ausführungsform befindet sich eine galvanische Isolierschicht 204 zwischen dem Clip 100 und dem Die 202. Außerdem sind in 2A auch Signalausgangs-, Masse- und Versorgungsspannungs-Referenzpins 206a, 206b und 206c und betreffende Bonddrähte 208a, 208b und 208c sowie zwei Kondensatoren gezeigt: 210a zwischen Signalpin 206a und Massepin 206b, und 210b zwischen Massepin 206b und Versorgungspin 206c.
  • In 2B ist der Sensorbaustein 200 nach dem Formen dargestellt. Ein Formkörper 212 umschließt die Komponenten des Sensorbausteins 200, wobei Kontakte 106 und 110 und Sensorpins 206a, 206b und 206c außerhalb des Formkörpers 212 bleiben.
  • 3 zeigt den Clip 100 und den Die 202. 3A ist eine Draufsicht, und 3B ist eine Querschnittsansicht entlang A-A', in 3A gezeigt. Der Die 202 enthält mehrere Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c. Bei einer Ausführungsform sind die Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c Hall-Platten, die gegenüber der Magnetfeldkomponente senkrecht zu der Oberfläche des Die 202 empfindlich sind. Das aktive Volumen der Sensoren 214a, 214b und 214c ist in der Regel etwa 20 μm bis etwa 200 μm lang und breit und weniger als etwa 10 μm dick, wie etwa 3 μm bei einer Ausführungsform. Um das Offset zu entfernen, wird eine Spinning-Current-Technik verwendet, wie etwa mit Hall-Platten mit Geometrien, die 90 Grad symmetrisch sind.
  • Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c sind auf dem Die 202 an Orten positioniert, an welchen der Strom durch den Clip 100 Extremwerte erfährt, beispielsweise entlang der Grenze des Clips 100. Falls der Clip 100 eine oder mehrere Kerben 112 umfasst, befindet sich eine optimale Position für einen Magnetfeldsensor 214a, 214b und/oder 214c bei einem Ende der Kerbe 112, da die Kerbe 112 eine stark inhomogene Stromdichte bewirkt und folglich das Magnetfeld nahe einem Ende davon effektiver lokalisiert wird. Mehr Informationen bezüglich der Kerbe 112 und dieses Effekts finden sich in der eigenen US-Patentanmeldung Nr. 12/711,471, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gänze aufgenommen ist.
  • Falls der Abstand zwischen dem aktiven Volumen der Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c und der gegenüberliegenden Oberfläche des Clips 100 klein ist, wie etwa 5 μm bis etwa 50 μm bei Ausführungsformen, sollte die Hälfte des aktiven Volumens bei einer Ausführungsform den Clip 100 überlappen. Bei einer anderen Ausführungsform, die die Kerbe 112 umfasst, kann das aktive Volumen überwiegend oder ganz bei der Kerbe 112 positioniert sein, so dass nur ein kleiner Teil oder kein Teil des Magnetfeldsensors 214a, 214b und/oder 214c das leitende Material des Clips 100 überlappt.
  • Um unerwünschte Hintergrundmagnetfeldeffekte auf die Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c zu beseitigen, können Differenzfeldmessungen höherer Ordnung verwendet werden, wie etwa in der eigenen US-Patentanmeldung Nr. 12/630,596 beschrieben, die hier durch Bezugnahme in ihrer Gänze aufgenommen ist. Im Wesentlichen braucht nicht jeder der Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c an Magnetfeldextremstellen angeordnet sein, wenngleich es für jeden vorteilhaft sein kann, einem starken Magnetfeld ausgesetzt zu sein. Dies ist jedoch bei Fehlen eines komplizierten Chipdesigns und einem vergrößerten Ohmschen Widerstand des Clips 100 nicht immer möglich. Eine andere gangbare Option besteht deshalb darin, weniger als alle Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c an Punkten maximalen Feldes vom Strom durch den Clip 100 zu positionieren. Eine derartige Konfiguration ist die in 3 gezeigte, wobei Magnetfeldsensor 214b bezüglich des Endes der Kerbe 112 positioniert ist und Magnetfeldsensoren 214a und 214c auf beiden Seiten davon positioniert sind, hinter und vor dem Sensor 214b bezüglich der Stromflussrichtung in Clip 100.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform von Clip 100 und Die 202, bei der die Achse der Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c um 90 Grad auf der Oberfläche des Die 202 gedreht ist. Wie in 4A zu sehen ist, ist der Abstand zwischen den Magnetfeldsensoren 214a und 214b kleiner als der Abstand zwischen den Magnetfeldsensoren 214b und 214c. Bei Ausführungsformen können diese Abstände willkürlich gewählt werden, so dass die Positionen der Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c einem oder mehreren Orten eines starken oder extremen Magnetfelds aufgrund des Stroms im Clip 100 entsprechen.
  • Zur Kompatibilität mit höheren Strombereichen fehlt dem Clip 100 die Kerbe 112, was den Widerstand des Clips 100 erhöht, wie in 5 gezeigt. Die Konfiguration der Magnetfeldsensoren 214a, 214b und 214c ist ähnlich der in 4 gezeigten Ausführungsform, aber mit dem Zusatz eines vierten Magnetfeldsensors 214d. Zwei Magnetfeldsensoren 214b und 214c sind nahe der Mitte des Clips 100 angeordnet, und die Signale der Magnetfeldsensoren 214a, 214b, 214c und 214d können wie folgt kombiniert werden: Gesamtsignal = (d – a) – 3*(c – b) wobei sich a auf das Signal des Magnetfeldsensors 214a bezieht, b auf das Signal des Magnetfeldsensors 214b usw. und die Magnetfeldsensoren 214a, 214b, 214c und 214d äquidistant beabstandet sind.
  • Falls die Magnetfeldsensoren 214a, 214b, 214c und 214d nicht äquidistant beabstandet sind, wird jedes Signal dann mit einem entsprechenden Skalierfaktor multipliziert, wie in der zuvor erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 12/630,596 beschrieben, die durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
  • Wie zu sehen ist, betrifft mindestens ein Vorteil die Vielseitigkeit von Ausführungsformen des Clips 100 und des Bausteinkonzepts. Kleine Änderungen bei der Dicke, Breite, Kerbengeometrie und/oder anderen Charakteristika des Clips 100 können den Widerstand des Clips 100 verstellen oder anpassen. Weiterhin können, wie durch 3–5 insbesondere gezeigt, auch die Anzahl und Konfiguration der Magnetfeldsensoren zur Signalverarbeitung angepasst werden, wie etwa durch Wählen des gewünschten Sensors oder der gewünschten Sensoren durch dedizierte Metallmasken, Durchschmelz-Verbindungen, Zener-Zapping, einen Speicher, wie etwa EEPROM oder auf irgendeine andere geeignete Weise. Die Isolierhärte kann ebenfalls eingestellt werden. Für Anforderungen beispielsweise mit geringer Isolierung wie etwa für etwa 1 kV können preiswerte Schichten wie Polyimid verwendet werden. Für eine moderatere Isolierung wie etwa 4 kV können ein dickeres Polyimid oder dünne Nitride oder Oxide verwendet werden. Zur maximalen Isolierung wie etwa bis zu etwa 10 kV kann Siliziumdioxid, wie etwa bei einer Ausführungsform etwa 15 μm dick, verwendet werden. Es ist deshalb allgemein möglich, eine ganze Familie von Stromsensoren mit über die ganze Skala gehenden Strombereichen von etwa beispielsweise 5 A bis etwa 500 A zu sehr geringen Kosten herzustellen.
  • 6 zeigt Simulationsergebnisse für eine Ausführungsform von Clip 100. Nur die Hälfte des Clips 100 ist gezeigt, und bei dieser Ausführungsform wurde die Kerbe 112 weggelassen. Der Clip 100, der aus Kupfer besteht, ist an eine Sammelschiene 602 gekoppelt, die etwa 5 mm breit mal etwa 1 mm dick ist. Der schmale Abschnitt des Clips 100 ist etwa 1 mm breit und etwa 0,2 mm dick, in 6 sind Stromlinien dort hindurch gezeigt. 0 V ist auf der linken Seite des Clips 100 definiert, während 0,5 mV auf der rechten Seite der Sammelschiene 602 definiert ist, und der Strom beträgt 5,5365 A. Durch den Clip 100 abgeleitete Leistung beträgt 4,2556 mW, und der Widerstand des Clips 100 beträgt in der Ausführungsform von 6 140 μΩ. Die Magnetflussdichte 50 μm unter dem Clip 100 beträgt etwa 2,05 mT oder etwa 370 μT/A. Bei einem vollen Strombereich von 75 A beträgt das Magnetfeld (B) etwa 27,8 mT auf jeder Seite des Clips 100. 6 zeigt das Bz-Feld bei z = –50 μm. Die untere Oberfläche des Clips 100 liegt bei z = 0 mm. Magnetfeldsensoren wie etwa Hall-Elemente würden bei einer Ausführungsform etwa 20 μm bis etwa 50 μm unter diesem Punkt positioniert sein.
  • 7 zeigt die Abnahme des Magnetfelds über der z-Position nahe der Kante des Clips 100 (d. h. bei etwa y = –0,5 mm). Falls sich beispielsweise z um etwa 0,1 mm ändert, nimmt das Magnetfeld von etwa 2 mT auf etwa 1,5 mT oder um etwa 0,3%/μm ab. Falls sich die Klebeschicht und die Dicke des Clips 100 ändern, wie etwa aufgrund von Temperaturänderungen oder Feuchtigkeit, kann sich auch der vertikale Abstand ändern, was möglicherweise zu Fehlern bei der Kalibrierung des Stromsensors führt. Weil der Betrag der Dicken ebenfalls klein ist, wird jedoch eine etwaige prozentuale Änderung entsprechend klein sein. Deshalb ist die Materialausdehnung angesichts der verwendeten dünnen Schichten kein signifikantes Problem.
  • 8 zeigt Simulationsergebnisse für eine andere Ausführungsform des Clips 100, dieses Mal mit einer Kerbe 112. Die Kerbe 112 ist bei dieser Ausführungsform etwa 0,2 mm breit, so dass der verbleibende Querschnitt für den Strom an dem engsten Punkt des Clips 100 etwa 0,5 mm mal etwa 0.2 mm oder etwa 0,1 mm2 beträgt. Der Strom beträgt 4,361 A, und die Verlustleistung im Clip 100 beträgt 3,56 mW. Der Widerstand des Clips 100 beträgt bei dieser Ausführungsform etwa 187 μΩ, was einem Vollbereichsstrom von bis zu etwa 53,5 A entspricht. Das Magnetfeld 50 μm unter dem Fußabdruck 102 des Clips 100 und nahe der Kerbe 112 beträgt 3 mT, wohingegen das Magnetfeld nahe der gegenüberliegenden Kante des Clips 100 nur etwa –2 mT beträgt. Falls ein erster Magnetfeldsensor wie etwa eine Hall-Platte, nahe der Spitze der Kerbe 112 und der zweite Magnetfeldsensor auf der anderen Seite des schmalen Abschnitts des Fußabdrucks 102 angeordnet sind und falls das Gesamtsignal als die Differenz dazwischen berechnet ist, beträgt das Ergebnis 5 mT/4,361A. Falls jeder Magnetfeldsensor einen stochastischen Rest-Offsetfehler von 50 μT aufweist, beträgt der Offsetfehler in dem Gesamtsignal etwa 71 μT, und das Verhältnis des Signals über dem Offset beträgt etwa 16,2·A–1. Somit beträgt der Offsetfehler des Sensors etwa 0,062A. Die Ausführungsform von 8 kann auch für einen Vollausschlag von 25 A verwendet werden, weil das Vollbereichsmagnetfeld etwa 20 mT beträgt. Beim Vergleich der Ausführungsformen von 8, bei der der Clip 100 die Kerbe 112 umfasst, und der Ausführungsform von 6, bei der die Kerbe 112 fehlt, beträgt das Magnetfeld bei der Ausführungsform von 8 fast das Doppelte dessen der Ausführungsform von 6, wohingegen die Zunahme beim Widerstand nur etwa 187/140 oder etwa 134% beträgt.
  • 9 zeigt Simulationsergebnisse für eine andere Ausführungsform des Clips 100, bei dem die Kerbe 112 im Aufstandsflächenabschnitt 102 eine Öffnung umfasst. Eine derartige Konfiguration kann bei niedrigeren Strömen geeignet sein, wenn eine noch schmalere Einschränkung beim Aufstandsflächenabschnitt 102 günstig sein kann und gegenüber einer Ausführungsform Vorteile bieten kann, bei der eine sehr lange, schmale Kerbe verwendet wird, da eine derartige Kerbe die mechanische Stabilität des Clips 100 reduzieren kann. Bei der Ausführungsform von 9 weisen die beiden Verbindungsabschnitte 902 des Aufstandsflächenabschnitts 102 Querschnitte von etwa 0,08 mm2 auf. Der Strom im Clip 100 beträgt etwa 4,43 A, der Leistungsverlust beträgt etwa 3,6 mW, der Innenwiderstand etwa 185 μΩ, vergleichbar mit anderen, hier oben erörterten Ausführungsformen. Das Magnetfeld ist jedoch niedriger, wobei Extremwerte etwa 340 μT/A betragen. Siehe auch 10.
  • Falls vier Magnetfeldsensoren verwendet werden, wie etwa bei der Ausführungsform von 5, und bei y = –0,6 mm, –0,2 mm, 0,2 mm und 0,6 mm positioniert sind, beträgt das Gesamtsignal etwa 10,2 mT. Falls jeder Magnetfeldsensor einen stochastischen Rest-Offset von 50 μT aufweist, beträgt der Gesamt-Offset bei dem Signal etwa 224 μT und das Signal-Offset-Verhältnis beträgt 10,3·A–1. Somit beträgt der Offsetfehler der Ausführungsform von 9 etwa 0,1 A. Allgemein besitzt die Ausführungsform von 9 mit einer Öffnung 902 im Aufstandsflächenabschnitt 102 etwa den gleichen Widerstand, 61% mehr Offsetfehler, eine bessere Nebensprechunterdrückung und eine größere mechanische Stabilität als eine Ausführungsform mit einer Kerbe, die länger ist als mindestens die Hälfte der Breite des Aufstandsflächenabschnitts 102.
  • Eine weitere Ausführungsform des Clips 100 ist in 11 und 12 gezeigt, wobei der Clip 100 dicker ist, wie für höhere Ströme geeignet sein kann. Der Clip 100 ist auch breiter, wie etwa 5 mm bei Kontaktbereichen 106 und 110 und etwa 2,3 mm beim Aufstandsflächenabschnitt 102. Der Clip 100 kann an einen Die gekoppelt sein, der etwa 2 mm mal etwa 3,5 mm groß ist, mit einem seitlichen Trennabstand von etwa 0,5 mm. Bei dieser Ausführungsform beträgt der Strom etwa 16,42 A und die Verlustleistung etwa 9,74 mW, mit einem Innenwiderstand von etwa 36 μΩ. Eine derartige Ausführungsform kann für einen Strombereich von mindestens etwa 277 A geeignet sein. Das Magnetfeld 50 μm unter dem Aufstandsflächenabschnitt 102 des Clips 100 beträgt etwa 2,5 mT bei 16,42 A für 152 μT/A oder etwa 42 mT bei 277 A. Falls zwei Magnetfeldsensoren verwendet werden, links und rechts vom Aufstandsflächenabschnitt 102 in einem Abstand von etwa 2,5 mm positioniert, beträgt das resultierende Signal etwa 304 μT/A. Falls der stochastische Rest-Offset jedes Magnetfeldsensors 50 μT beträgt, beträgt der Offsetfehler des Sensors etwa 71 μT, was etwa 0,23 A oder 0,084% des Vollbereichsstroms von 277 A entspricht. Die Stromdichte in der Lötverbindung zwischen der Sammelschiene und den Kontaktabschnitten des Clips 100 beträgt etwa 100 A/mm2 bis etwa 300 A/mm2.
  • Weil bei dieser Ausführungsform der Clip 100 400 μm dick ist, ist es nicht notwendig, die Isolierschichten weniger als 50 μm dick zu halten. Deshalb ist es möglich, den Clip 100 an der Rückseite des Die anzubringen, falls der Die dünn ist, wie bei einer Ausführungsform etwa 60 μm. Siehe beispielsweise 13, die ein dünneres Ausführungsbeispiel des Die 202 zeigt.
  • Bei der Ausführungsform von 13 wird die Isolierschicht 204 auf der Bodenseite des Die 202 aufgebracht, und Magnetfeldsensoren 214a, 214b, 214c und 214d werden auf der Oberseite des Die 202 angeordnet, wie gezeigt. Dies liefert eine neue Perspektive zum Herstellen des Stromsensors, da ein einzelner Systemträger verwendet werden kann, der den Clip 100 und die Zuleitungen (siehe beispielsweise 2) des Sensors umfasst. Dies kann die Herstellung vereinfachen, indem nur ein Härteprozess verwendet wird, um den Die 202 am Clip 100 anzubringen. Weiterhin kann der Aufstandsflächenabschnitt 102 größer sein, weil es für einen Kurzschluss zwischen dem Clip 100 und den Bonddrähten wenig oder kein Risiko gibt (siehe beispielsweise 2), weil sie sich nun auf gegenüberliegenden Seiten des Die 202 befinden. Die Platzierung von Bondpads auf dem Die 202 sollte so gewählt werden, dass die Bondpads vom Fußabdruck 102 des Clips 100 gestützt werden. Falls sich die Bondpads nahe dem Umfang des Die 202 befänden, der, wie zuvor erwähnt, sich über dem Clip 100 erstrecken kann, könnten die Kräfte während des Drahtbondprozesses den Die 202 beschädigen oder brechen.
  • 14 zeigt eine weitere Ausführungsform von Clip 100 und Die 202, die zwei Magnetfeldsensoren 214a und 214b umfasst. In 14A ist zu sehen, dass der Magnetfeldsensor 214a in der Mitte des Clips 100 positioniert ist und der Magnetfeldsensor 214b nahe der Kante des Clips 100 positioniert ist. Diese Ausführungsform zeigt, dass kein hoher Grad an Symmetrie erforderlich ist und die Magnetfeldsensoren bezüglich der Mittellinie des Clips 100 nicht symmetrisch zu sein brauchen.
  • Zu Vorteilen beim Anordnen von zwei Magnetfeldsensoren näher zusammen als die Breite des Clips 100, wie in 14, zählen eine bessere Zurückweisung von Hintergrundmagnetfeldern; weniger Auswirkung von kleinen Toleranzen bei der Position aufgrund von Ungenauigkeiten während des Die-Attach-Prozesses auf das Gesamtsignal und die potentielle Verfügbarkeit von Positionen unter dem Clip 100, wo die Magnetfeldstärke weniger von der Frequenz abhängt, was über numerische Simulationstechniken herausgefunden werden konnte. Ein Nachteil sind jedoch kleinere Magnetfelder von dem Strom durch den Clip 100. Im Allgemeinen jedoch kann die magnetische Bandbreite des Systems vergrößert werden, falls etwas Empfindlichkeit geopfert werden kann.
  • 15 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Herstellungsprozesses 1500 für Ausführungsformen eines Sensorbausteins, wie hier oben erörtert. Bei 1502 werden ein Systemträger mit Sensorpins und ein erhöhtes Die-Paddle bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform weist das Die-Paddle einen kleineren Flächeninhalt auf als der Die, so dass sich die Sägekante des Die um mindestens etwa mehrere Zehntel eines Millimeters über das Die-Paddle entlang seines Umfangs hinaus erstreckt.
  • Bei 1504 wird ein Die bereitgestellt. Der Die kann bei einer Ausführungsform eine Dicke von etwa 60 μm aufweisen, wenngleich dies bei anderen Ausführungsformen variieren kann.
  • Bei 1506 wird eine Isolierschicht zwischen dem Die-Paddle und der Unterseite des Die bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform wird die Isolierschicht während eines Halbleiterherstellungsprozesses auf Wafer-Ebene vor der Vereinzelung der Dies auf dem Die aufgebracht. Die Isolierschicht kann bei Ausführungsformen auch ein Keramik-, Porzellan- oder Glasplättchen oder eine KAPTON-Folie umfassen. Die Isolierschicht ist bei einer Ausführungsform größer als das Die-Paddle oder sogar noch größer als der Die, um eine Spannungsisolierung zwischen dem Die-Paddle und der Sägekante des Die sicherzustellen.
  • Bei 1508 wird der Die an das Die-Paddle mit einer Isolierzwischenschicht gekoppelt. Bei Ausführungsformen erfolgt das Koppeln durch Klebe-, Löt- oder gewisse andere geeignete Mittel. Die Oberseite des Die enthält Magnetfeldsensoren und Bondpads und ist von dem Die-Paddle weiter beabstandet als von der Unterseite des Die.
  • Bei 1510 werden die Bondpads an die Pins des Systemträgers gekoppelt. Bei einer Ausführungsform erfolgt das Koppeln durch Bonddrähte.
  • Bei 1512 werden der Die und ein Teil der Sensorpins mit einer Formmasse wie etwa durch Transfer-Molding eingeschlossen.
  • Bei 1514 werden die Pins des Sensors außer dem Massepin von dem Systemträger abgeschnitten, und mindestens einer von zwei Kontakten für den Stromclip wird bei einer Ausführungsform von dem Systemträger abgeschnitten. End-Of-Line-Testen und Kalibrieren des Stromsensors werden durchgeführt, und verbleibende Verbindungen zwischen dem Sensorbaustein und dem Systemträger werden durchgeschnitten.
  • Gemäß Ausführungsformen sind auch verschiedene Anpassungen möglich. Beispielsweise können die Kontakte, falls gewünscht, verlängert werden, um den Abstand zwischen den Lötverbindungen und den Magnetfeldsensoren zu variieren. Es kann erforderlich sein, dies zu tun, falls die Lötverbindungen mit Nikkel plattiert werden müssen, was magnetisch ist und deshalb die Magnetfelder und somit die Kalibrierung des Stromsensors beeinflussen kann. Der Magnetismus des Nickels kann beispielsweise durch Legieren mit Phosphor reduziert werden, oder die vernickelten Oberflächen können seitlich verschoben werden, bis sie bezüglich des Magnetfeldsensorelements und der Gebiete mit größerem Magnetfeld ausreichend distal sind.
  • Es gibt auch viele Möglichkeiten zum Konfigurieren der Stromkontakte und Sensorpins. In 16 ist der Sensorbaustein 200 für eine Durchgangslochanwendung und in 17 für eine Oberflächenmontageanwendung konfiguriert. Bei den Ausführungsformen der 16 und 17 ist das Die-Paddle 203 derart konfiguriert, dass sich die Sensorpins 206 ungefähr auf der gleichen Höhe wie der Die 202 befinden, so dass Bonddrähte 208 im Wesentlichen flach ausgeführt werden können, damit die Säulenabschnitte 104 und 108 so kurz wie möglich sein können. Dies kann bei Oberflächenmontageanwendungen, bei denen die Bonddrähte unter die Clipkontakte „tauchen”, besonders hilfreich sein. Bei der Ausführungsform von 16 befinden sich die Kontakte 106 und 110 nicht im rechten Winkel mit den Säulenabschnitten 104 und 108; vielmehr sind die Kontakte 106 und 110 Verlängerungen von Säulenabschnitten 104 und 108, die sich durch den Formkörper 212 erstrecken.
  • In 18 ist der Clip 100 im Vergleich zu der Ausführungsform von 16 um 90 Grad gedreht, um einen größeren Kriechabstand und einen signifikanteren Spielraum zwischen Sensorpins 206 und Kontakten 106, 110 des Clips 100 bereitzustellen. 19 zeigt eine ähnliche Drehung des Clips 100 bezüglich der Ausführungsform von 17.
  • Die Kontakte 106 und 110 und die Sensorpins 206 können auf der gleichen Oberfläche des Bausteins 200 oder auf verschiedenen Oberflächen zugänglich sein, wie in 20 und 21 gezeigt. Ein derartiger Baustein 200 kann beispielsweise in einem Loch einer gedruckten Leiterplatte (PCB-Printed Circuit Board) montiert werden, wobei die Sensorpins 206 von der Oberseite der PCB und Clipkontakte 106, 110 von der Unterseite der PCB zugänglich sind. Die PCB kann verwendet werden, um den Kriech- und Spielraumabstand zwischen Sensorpins 206 und Clipkontakten 106, 110 zu vergrößern. Bei Ausführungsformen können auf der Bodenseite der PCB die Hochstromschiene und Leistungsbauelemente des Systems montiert sein, wohingegen die Steuerung und Niederspannungskomponenten auf der Oberseite der PCB montiert sind.
  • Bei anderen Ausführungsformen können die Stromkontakte 106, 110 aus dem Formkörper 212 vorstehen, wie in 22 gezeigt, oder können mit ihm bündig sein, wie in 23 gezeigt, als ein sogenannter „drahtloser” Baustein. Bei der Ausführungsform von 22 können die vorstehenden Kontakte 106, 110 an Stromschienen fixiert sein, die an eine Sammelschiene geschraubt oder durch Ultraschall geschweißt oder anderweitig auf geeignete Weise gekoppelt sind.
  • Bei Ausführungsformen brauchen die Säulenabschnitte 104 und 108 nicht unter 90 Grad bezüglich der Oberfläche des Die 202 konfiguriert zu sein. Näher bei 90 Grad liegende Winkel können jedoch leichter hergestellt werden, wie etwa durch Pressen von Blech. Ein weiterer Vorteil dessen, dass die Säulenabschnitte 104, 108 sich senkrecht zu der Oberfläche des Die 202 befinden, besteht darin, dass die Säulenabschnitte 104, 108 dann kürzer sind, was den elektrischen und thermischen Widerstand zwischen dem Aufstandsflächenabschnitt 102 und den Kontaktabschnitten 106 und 110 minimieren kann. Noch ein weiterer Vorteil ist die kleinere seitliche Größe des Abstands zwischen den Kontaktabschnitten 106 und 110, wodurch Raum eingespart werden kann, die Anzahl der Bauelemente pro Streifen während der Produktion erhöht werden kann und folglich die Kosten der Herstellung reduziert werden können.
  • 24 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Säulenabschnitte 104 und 108 sich nicht senkrecht bezüglich der Oberfläche des Die 202 befinden, sondern unter Winkeln nahe 90 Grad. Beispielsweise kann α bei verschiedenen Ausführungsformen in einem Bereich von etwa 50 Grad bis etwa 130 Grad liegen. Allgemein sollte α so gewählt werden, dass die Durchschlagfestigkeit zwischen Clip 100 und Die 202 maximiert ist, wobei zwei Pfade des dielektrischen Durchschlags betrachtet werden müssen: durch das Volumen des Formkörpers 212 und entlang einer Grenzfläche des Formkörpers 212 zur Isolierschicht 204. Letztere ist oftmals der Schwächere; deshalb sollte er in der Regel länger sein. In 24 ist der Volumendurchschlag als der Abstand zwischen E und C gezeigt, wohingegen der Durchschlag entlang der Grenzfläche als der Abstand zwischen E und F dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 25, falls es Bondpads auf der Oberfläche des Die 202 gibt, die nicht typischerweise von Isolierschichten bedeckt sind, und falls es Bonddrähte 208 gibt, die ebenfalls nicht mit einem Isolierfilm beschichtet sind, dann ist der Abstand E-F zwischen dem Aufstandsflächenabschnitt 102 und der Kante des Die 202 nicht der Worst-Case für den dielektrischen Durchschlag, vielmehr der Abstand zwischen F und dem nächstgelegenen Bonddraht 208 entlang der Grenzfläche zwischen dem Formkörper 212 und der Isolierschicht 204 und der Abstand zwischen C und dem nächstgelegenen Bonddraht 208 durch den Formkörper 212.
  • Zum Erhöhen der Spannungsisolierung zwischen Clip 100 und Bonddrähten 208 und Bondpads kann eine Sprühbeschichtungsisolierung wie etwa Benzocyclobutan (BCB) aufgetragen werden, nachdem die Bonddrähte 208 zwischen den Bondpads und den Zuleitungen installiert sind. Zusätzlich oder alternativ können die Oberflächen des Clips 100, die dem Bonddraht 208 und den Bondpads zugewandt sind, mit einem dielektrischen Isolierfilm beschichtet werden.
  • In 26 umfasst der Clip 100 einen Aufstandsflächenabschnitt 102, der an dem Kontaktpunkt mit dem Die 202 ein schlankes Volumen umfasst, was die Länge des Strompfads auf ein Minimum reduziert. In einem streng mathematischen Sinne ist der Kontakt zwischen dem Aufstandsflächenabschnitt 102 und der Isolierschicht 204 in der Ausführungsform von 26 nicht länger ein Bereich, sondern vielmehr eine Kontaktlinie, die sich über eine gewisse Länge, die Breite des Clips 100, in die Zeichenebene von 26 erstreckt. Dennoch kann der Aufstandsflächenabschnitt 102 des Clips 100 immer noch als parallel zu der Oberfläche des Die 202 angesehen werden, weil die Kontaktlinie in einem mathematischen Sinne parallel zu der Oberfläche verläuft. Ausführungsformen können optional eine oder mehrere Stützstrukturen wie etwa Stützzapfen 2602 umfassen, um den Die 202 bei der schmalen Konfiguration des Aufstandsflächenabschnitts 102 zu stützen. Die Stützstruktur oder die Stützzapfen 2602 können bei verschiedenen Ausführungsformen leitend oder isolierend sein.
  • Falls unter Bezugnahme auf 27 der Clip 100 an die Rückseite des Die 202 gekoppelt ist, kann der Die in einer Flip-Chip-Konfiguration mit Löthöckern 218 auf dem Systemträger 203 kontaktiert werden. Bei Ausführungsformen sollte der Die 202 dünn sein, weil sich die Magnetsensorelemente 214 auf der Oberseite des Die 202 befinden und der Clip 100 sich unter dem Die 202 befindet. Der Baustein 200 kann um seinen Umfang herum eine Schulter 220 umfassen, um die Spannungsisolierung zwischen der Oberseite und Unterseite verbessern zu helfen, wie etwa bei Einsatz in einer PCB 222. In 27 ist auch ein Dichtrand 226 zwischen dem Baustein 200 und der PCB 22 enthalten, was das Kriechen zwischen Clip 100 und Sensorpins reduzieren kann. Dichtpasten oder Fett und Kleber können beispielsweise ebenfalls auf den Rand der PCB 222 aufgetragen werden. Lötkontakte 224 koppeln die Pins 206 an Bahnen der PCB 222.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform entfällt die Schulter 220, so dass der Formkörper 212 in das Loch in der PCB 222 passt, wie in 28. Bei der Ausführungsform von 28 umfasst der Sensorbaustein 200 eine Klammer 230 zum Koppeln der Pins 206 an die PCB 222. Bei einer Ausführungsform ist die Klammer 230 an Lötkontakten 224 an eine obere Oberfläche der PCB 222 gekoppelt. Weil sich die Dichtung entlang eines Rands 226 an dem Umfang des Bausteins 200 befindet, wird zwischen dem Formkörper 212 und dem Loch in der PCB 222 bei Ausführungsformen wie etwa 28 eine engere Toleranz im Vergleich zu der Ausführungsform von 27, die die Schulter 220 umfasst, benötigt.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in 29 gezeigt, in der die PCB 222 so konfiguriert ist, dass am Formkörper 212, wie in 27, keine Schulter benötigt wird, und der Baustein 200 ist innerhalb einer Ausnehmung der PCB 222 positioniert. Der Dichtrand 226 ist an der oberen Oberfläche des Bausteins 200 positioniert, wobei Sensorpins 206 darin positioniert sind. Die Lötverbindungen 232 koppeln die Pins 206 an die PCB 222.
  • Im Allgemeinen profitieren Ausführungsformen des Stromsensors deshalb von einer guten Isolierung zwischen Kontakten und Kontaktpins. Selbst falls durch die Formmasse und die Isolierschicht mit hoher Durchschlagfestigkeit eine gute Isolierung erzielt wird, können der Spielraumabstand zwischen den Kontakten und den Pins sowie das Kriechen immer noch Herausforderungen darstellen. Standardisierungsregeln verlangen allgemein gewisse Abmessungen, die bei Anwendungen bei über etwa 5 kV zu großen Bausteinen führen können. Falls bei Ausführungsformen jedoch der Sensorbaustein zwei Ebenen anbieten kann, eine für die Stromkontakte und eine andere für die Pins der Niederspannungszuleitungen, mit einer gewissen Form an Dichtung dazwischen, kann der Sensorbaustein sehr klein sein, wobei die Kriech- und Spielraumanforderungen erfüllt sind, nachdem der Baustein in dem Modul installiert ist, wie etwa bei Ausführungsformen einer PCB. Bei Ausführungsformen kann der Baustein auch gewisse Mittel wie etwa ein Band oder einen Clip umfassen, um den Baustein während des Montageprozesses mechanisch an die PCB zu koppeln.
  • Unter Bezugnahme auf 30 wird eine andere Ausführungsform des Clips 100 gezeigt. Der Widerstand des Clips 100 kann reduziert werden, falls sich Stromlinien nicht um scharfe Kurven herum biegen müssen, aber eine externe Sammelschiene 240 (ankommend) und 242 (abgehend) ist in der Regel viel breiter als der Clip 100, was zu einem unvermeidlichen Biegen von Stromflusslinien führt. Bereiche potentieller Diskontinuitäten sind in 30 mit Kreisen markiert, wobei 30A eine seitliche Perspektivansicht und 30B eine Draufsicht ist.
  • Eine Option zum Reduzieren und Eliminieren der Diskontinuitäten besteht darin, die Breite der Sammelschiene 240, 242 und des Clips 100 mit einem konstanten Winkel zu reduzieren, wovon in 31 eine Ausführungsform gezeigt ist. 32 zeigt das Blech 101 des Clips 100, bevor es zu dem Clip 100 geformt worden ist. Die vertikalen schwarzen Linien bezeichnen Kanten, entlang derer das Blech 101 gebogen wird, um den Clip 100 auszubilden. Die dünnen gestrichelten Linien bezeichnen virtuelle Kreise, die die Kante des Blechs 101 definieren, um scharfe Biegungen in den Stromlinien zu vermeiden. Bei der Ausführungsform von 32 fehlt bei dem Aufstandsflächenabschnitt 102 die Kerbe 112. Die 33 und 34 zeigen alternative Formen des Blechs 101, wobei die Ausführungsform von 34 den kleinsten Widerstand liefert. Allgemein sollte der Radius der Kreise größer sein als die Höhe des Clips 100, wobei die Höhe der vertikale Abstand zwischen Kontaktbereich 106 oder 110 und der oberen Oberfläche des Die ist. Die Kreise können auch zu einer Ellipse degenerieren.
  • Im Betrieb ist es wichtig, dass der Clip 100 sicher an dem Die 202 gekoppelt bleibt. Um eine sichere Kopplung zu bewerkstelligen, können Ausführungsformen eine Klebe-, Löt- oder eine gewisse andere geeignete Technik verwenden. Hinsichtlich des Lötens kann Diffusionslöten zwischen dem Aufstandsflächenabschnitt 102 und einer Metallschicht auf der Oberfläche des Die 202 verwendet werden. Die Metallschicht kann durch eine dielektrische Isolierschicht, die bei Ausführungsformen Polyimid, Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid umfasst, von dem Rest des Die 202 isoliert sein und dient allgemein lediglich einem mechanischen Zweck bezüglich der Adhäsion ohne elektrische Funktion.
  • Bei Ausführungsformen jedoch kann diese chipinterne Metallschicht zum Ausrichten des Clips 100 bezüglich des Die 202 verwendet werden. Die chipinterne Metallschicht wird wegen der hohen Genauigkeit der Halbleiterherstellungsprozesse im Allgemeinen sehr präzise auf den Die 202 ausgerichtet. Falls der Clip 100 an diese Schicht gelötet wird, kann das Lot durch die Wirkung seiner Oberflächenspannung einen geringfügig exzentrisch montierten Clip 100 in die Mitte der chipinternen Metallschicht ziehen.
  • Weil der Bereich des Aufstandsflächenabschnitts 102 klein ist, können sich während der Montage Herausforderungen ergeben. Beispielsweise ist die Klebekraft der Lötpaste oder des Klebers, die oder der auf dem Boden des Clips 100 und/oder der Oberseite des Die 202 aufgebracht wird, möglicherweise zu klein, um den Clip 100 an seinem Platz zu halten, bevor das Lot oder der Kleber wie etwa nach dem Härten seine volle Festigkeit entwickelt hat. Deshalb kann es bei Ausführungsformen vorteilhaft sein, individuelle Clips 100 nicht an individuellen Dies 202 anzubringen, sondern vielmehr mehrere, in einem zweiten Systemträger angeordnete Clips 100 zu haben. Dies 202 werden gemäß herkömmlicher Halbleiterherstellungstechniken an einem ersten Systemträger angebracht, und der zweite Systemträger wird dann auf dem ersten Systemträger platziert. 35 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Herstellungsprozesses 3500 gemäß einer derartigen Ausführungsform.
  • Bei 3502 wird Kleber auf die Die-Paddles des ersten Systemträgers aufgetragen.
  • Bei 3504 werden die Halbleiter-Dies auf den Die-Paddles platziert. Der Kleber wird gehärtet.
  • Bei 3506 werden die Sensorpins durch Bonddrähte an die Bondbereiche auf den Dies gekoppelt.
  • Bei 3508 wird Kleber auf den Dies und/oder Aufstandsflächenabschnitten der Clips aufgebracht.
  • Bei 3510 wird ein zweiter Systemträger mit den Clips auf dem ersten Systemträger mit den Dies platziert. Bei einer Ausführungsform wird das derart ausgeführt, dass die Aufstandsflächenabschnitte der Clips an oder nahe den Magnetfeldsensorelementen auf den oberen Oberflächen der Dies platziert werden. Bei einer weiteren Ausführungsform können der erste und zweite Systemträger auch über sekundäre Mittel verbunden werden, beispielsweise entlang ihrer Umfangsrahmen. Dies kann hilfreich oder erforderlich sein, falls der kumulative Bereich der Fußabdrücke aller der Bauelemente pro Streifen zu klein ist, um während des Verarbeitungsprozesses die mechanische Last aufzunehmen. Diese zusätzlichen Mittel können mechanische Halterungen wie etwa Niete oder Schrauben umfassen; chemische Verbindungen wie etwa Kleben oder Löten; oder physikalische Verbindungen wie etwa Punktschweißen, unter anderem. Der Kleber zwischen den Dies und den Clips wird gehärtet.
  • Bei 3512 werden die Formkörper ausgeformt.
  • Bei 3514 werden die Clips des zweiten Systemträgers entweder ganz oder nur auf der Stromeingangs- oder -ausgangsseite ausgestanzt. Die Sensorpins ausgenommen die Massepins des ersten Systemträgers werden ebenfalls ausgestanzt. Falls ein Isoliertest, bei dem eine Spannung von mehreren kVs zwischen der Stromschiene und den Sensorpins angelegt wird, gewünscht oder erforderlich ist, können alle Niederspannungspins des Sensors ausgestanzt werden, so dass keine Verbindung zu dem primären Leiter existiert. Schritt 3514 kann entfallen oder wird nur teilweise ausgeführt werden, falls die Bauelemente groß sind, wobei das volle Ausstanzen bei 3518 ausgeführt wird.
  • Bei 3516 werden End-Of-Line-Testen und Kalibrierung der Sensorbauelemente ausgeführt.
  • Bei 3518 werden die übrigen Sensorpins ausgestanzt, um die Sensorbauelemente zu vereinzeln.
  • Falls die Kontaktabschnitte der Clips im Vergleich zu der Größe des Aufstandsflächenabschnitts groß sind, falls insbesondere die Aufstandsflächenabschnitte mechanisch brüchig sind, weil sie eine oder mehrere Kerben zum Formen des Strompfads enthalten, kann es hilfreich oder notwendig sein, zu den Clips nichtleitende Stützstrukturen hinzuzufügen. Dies kann beispielsweise bei Ausführungsformen eine Klebefolie sein, die an den Kontaktabschnitten angebracht ist, oder jene Teile der Aufstandsflächenabschnitte, die nach der Clipkopplung mit der Isolierschicht nicht in Kontakt stehen, können in einer Kunststoffkapselung ausgeformt werden.
  • Bei anderen Ausführungsformen umfasst der Clip mehrere Schichten wie etwa eine Kontaktschicht und eine Fußabdruckschicht. Jede Schicht kann bei Ausführungsformen separat aus Blech ausgestanzt und durch Löten oder Schweißen wie etwa UV-Schweißen gekoppelt werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Kontaktschicht aus Blech ausgestanzt, während der Aufstandsflächenabschnitt galvanisch auf der Kontaktschicht wie etwa durch elektrolytische Abscheidung aufgewachsen wird. Dadurch werden andere Materialien wie etwa Lot vermieden, und es kann ein vollflächiger Kontakt zwischen den Schichten hergestellt werden, wodurch Punktschweißen vermieden wird. Zu Vorteilen zählen ein kleinerer Trennabstand, sogar weniger als die Schichtdicke, zwischen den Kontakten, und die Möglichkeit, verschiedene Dicken der beiden Schichten zu haben. Die Schichtdicke ist für die Spannungsisolierung wichtig, weil die Dicke des Aufstandsflächenabschnitts identisch ist mit dem vertikalen Abschnitt zwischen der unteren Oberfläche der Kontakte und der Die-Oberfläche. Außerdem steht die Stromdichte zu dem Verhältnis der Dicken der Kontakte und der Sammelschiene in Beziehung. Falls die Sammelschiene dick ist und die Kontakte dünn sind, ist der Strom geneigt, vertikal durch die zentralen Teile der Kontakte zu fließen, was zu starken Spitzen bei der Stromdichtenverteilung nahe der Mitte des Lötbereichs führt, wie in 36 gezeigt. Bereiche hoher Stromdichte in der Lotschicht 3602 zwischen der Sammelschiene 602 und der Kontaktschicht der Kontaktabschnitte 106 und 110 sind ebenfalls dargestellt.
  • Falls die Sammelschiene 602 dünner ist als die Kontaktschicht, ist der Strom enthalten, um seitlich durch die Kontaktschicht zu fließen, was die übermäßigen Stromdichten in der Lötschicht 3602 zwischen der Sammelschiene 602 und der Kontaktschicht reduziert, weil der Strom gleichmäßiger über die Lötschicht 3602 verteilt wird. Wie in 37 gezeigt, ist die Stromdichte in der Lötschicht 602 fast homogen.
  • Bei Ausführungsformen können Kontaktabschnitte 106 und 100 Bondpads auf dem Die 202 überlappen oder nicht überlappen. Die Länge, Höhe und andere Charakteristika der Bondschleifen können in diesen verschiedenen Ausführungsformen für einen ausreichenden vertikalen Abstand und eine ausreichende vertikale Isolierung eingestellt werden. Die Dicke der Kontaktschicht kann größer oder kleiner sein als die Dicke der Fußabdruckschicht, um bei einer Ausführungsform die Spitzenstromdichte in der Lötschicht 602 aus der vertikalen Mittelebene herauszuziehen.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in 38 gezeigt, bei der der Baustein 200 zum Einsetzen in ein Loch in einer PCB konfiguriert ist, wobei sich eine Sammelschiene auf einer ersten (Hochspannungs-, Hochstrom-)Seite der PCB befindet und sich Sensorpins 206 auf der zweiten (Niederspannungs-, Niederstrom-)Seite der PCB befinden, wobei sich ein Dichtring dazwischen befindet. 38A ist eine auseinandergezogene Ansicht des Clips 100, einer Verstärkungsform 3802, der Isolierschicht 204, des Die 202, von Kontaktpads und Sensorzuleitungen 206. Bei Ausführungsformen umfasst die Verstärkungsform 3802 ein geeignetes Isoliermaterial wie etwa bei einer Ausführungsform ein Formmassenmaterial.
  • Der Clip 100 kann aus einer Kontaktschicht ausgebildet werden, wobei jeder Kontaktabschnitt 106 und 110 getrennt gestanzt wird. Kontaktabschnitte 106, 110 können dann in einem Formhohlraum montiert werden, wobei die Verstärkungsform 3802 gegossen wird, um den Spalt zwischen den Abschnitten 106 und 110 zu füllen. Die Fußabdruckschicht, die den Aufstandsflächenabschnitt 102 umfasst, kann dann elektrolytisch darauf aufgewachsen werden. Der Die 202 kann dann mit der Isolierschicht 204 dazwischen montiert werden. Bei einer Ausführungsform wird diese Herstellung so ausgeführt, dass die Kontaktschicht in einem Rahmen fixiert ist. Der Rahmen kann dann in einem anderen Formwerkzeug platziert werden, um den Die 202 mit dem Formkörper 212 zu bedecken, was in 38b gezeigt ist.
  • Bei Ausführungsformen kann ein Bauelement sich für Ströme in einem Bereich von etwa 5 A bis etwa 500 A oder mehr wie etwa 1000 A eignen, je nach der Konfiguration der Kerbe 212 in dem Aufstandsflächenabschnitt 102, den Dicken und Konfigurationen der Kontakt- und Fußabdruckschichten und der Größe der Kontaktoberflächen. Die Spannungsisolierung kann bei Ausführungsformen bis zu etwa 10 kV betragen, wobei der Kriechabstand durch die überlappenden Teile der PCB ausgelegt ist, in die der Baustein 200 eingesetzt ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform eines in 39 gezeigten kernlosen Magnetstromsensors ist der Clip 100 durch einen Kupferblock 3900 ersetzt. Ausführungsformen, die den Kupferblock 3900 umfassen, können Vorteile bieten, einschließlich eines geringen Widerstands, wobei sie nahe an den Magnetsensorelementen positioniert werden können, während sie von der Sägekante des Die beabstandet sind, und während sie relativ preiswert herzustellen sind, teilweise wegen der Kompatibilität mit herkömmlichen Halbleiterfabrikationstechnologien.
  • 40 zeigt einen Prozess 4000 zum Herstellen von Ausführungsformen des Kupferblocks 3900. Bei einer Ausführungsform wird ein etwa 400 μm dicker Kupfer-Wafer verwendet.
  • Bei 4002 wird ein Gitter aus Nuten in einer ersten Seite des Kupfer-Wafer ausgebildet. Bei Ausführungsformen werden die Nute durch Ätzen oder Sägen ausgebildet. Für einen 400 μm dicken Wafer können die Nute etwa 100 μm tief sein.
  • Bei 4004 wird die erste Seite des Kupfer-Wafer, nun mit Nuten, an einen Silizium-Wafer gekoppelt. Bei Ausführungsformen wird der Kupfer-Wafer durch Löten, Kleben oder gewisse andere geeignete Mittel an den Silizium-Wafer gekoppelt. Der Silizium-Wafer kann eine Isolierschicht enthalten, auf die bei Ausführungsformen der Kupferblock gekoppelt wird. Bei einer Ausführungsform umfasst die Isolierschicht Siliziumoxid und ist etwa 12 μm dick.
  • Bei 4006 wird ein Gitter aus Nuten in der zweiten Seite des Kupfer-Wafer ausgebildet. Bei einer Ausführungsform, bei der der Kupfer-Wafer 400 μm dick ist, sind die Nute 300 μm tief und auf das in der ersten Seite des Kupfer-Wafer ausgebildete erste Gitter aus Nuten ausgerichtet, so dass eine Rahmenstruktur gelöst und verworfen werden kann, wodurch ein Array aus beabstandeten Kupferblöcken auf der Oberfläche des Silizium-Wafer zurückbleibt. Bei einer Ausführungsform ist jeder Kupferblock etwa 1,9 mm mal etwa 1,9 mm mal etwa 0,4 mm groß, wenngleich diese Abmessungen bei anderen Ausführungsformen variieren können.
  • Bei 4008 werden Nute optional in den übrigen Kupferblocks ausgebildet. Solche Nute, bei einer Ausführungsform etwa 300 μm tief und etwa 100 μm breit, aber bei anderen Ausführungsformen mit anderen Tiefen, können hilfreich sein, um die Stromdichte bei Niederstromanwendungen zu erhöhen. Die Nute werden bei einer Ausführungsform durch ein Sägeblatt ausgebildet.
  • Bei einer Ausführungsform können 4006 und 4008 kombiniert werden, wie etwa falls keine Notwendigkeit besteht, zwischen dem Kupferblock 3900 und der Sägekante des Die einen seitlichen Abstand einzuhalten. Dies kann für Ausführungsformen mit Niederspannungsisolieranforderungen geeignet sein.
  • An diesem Punkt ist die Struktur bei einer Ausführungsform wie in 41 gezeigt, wobei mehrere Kupferblocks 3900 mit Nuten 3902 auf einem Silizium-Wafer 3904 montiert sind. Eine Isolierschicht 3905 ist auf dem Wafer 3904 ausgebildet.
  • Bei 4010 können Bondpads 3906 (41) gereinigt und die individuellen Chips 3910 vereinzelt werden. Dies kann in einem oder mehreren Schritten ausgeführt werden, wobei die in 40 gezeigte jeweilige Sequenz nur eine nichtbeschränkende Ausführungsform ist. Nach der Vereinzelung ist bei einer Ausführungsform jeder Chip oder Die 3910 etwa 2,8 mm mal etwa 2,5 mm mal etwa 0,5 mm groß und weist jeder Kupferblock 3900 einen Nennumfang von etwa 300 μm an Abstand zu der Kante der Isolierschicht 3905 auf, entweder zu der Sägekante des Die 3910 oder den Bonddrähten (39), wobei ein Streifen für Bondpads 3906 reserviert ist. Bei einer Ausführungsform ist der Streifen etwa 200 μm groß.
  • Die in 39 gezeigte Ausführungsform kann Teil eines vollständigen Sensors sein, wie er in 44C gezeigt ist, wobei eine obere Oberfläche außerhalb eines Bausteins exponiert bleibt. Eine derartige Ausführungsform eignet sich für Ströme bis zu etwa 30 A, kann aber aufgrund von Elektromigrationsproblemen über diesen Bereich begrenzt werden.
  • Bei 4012 kann der Kupferblock 3900 an einen Systemträger 3912 gekoppelt werden, wie etwa in 42 gezeigt. Der Systemträger 3912 kann bei einer Ausführungsform etwa 0,4 mm dick sein. Das Koppeln kann durch Kleben, Löten oder andere geeignete Mittel bewirkt werden. Beispielsweise wird bei einer Ausführungsform der Kupferblock 3900 um etwa eine Schicht aus leitender Paste oder Die-Attach, die etwa 10 μm dick ist, an den Systemträger 3912 gekoppelt.
  • Bei 4014 kann eine Kupferbeschichtung über dem Systemträger 3912 und dem Kupferblock 3900 aufgebracht werden. Bei einer Ausführungsform wird eine etwa 50 μm dicke Kupferbeschichtung gleichförmig über dem Systemträger 3912 und dem Kupferblock 3900 galvanisiert. Die Kupferbeschichtung reduziert den Abstand zwischen Block 3900 und der Sägekante des Silizium-Die 3910 und den Bondpads 3906 in jeder Richtung um etwa 50 μm, während der Systemträger 3912 etwa 100 μm dicker wird. Die Tiefe und Breite der Nut 3902 werden ebenfalls reduziert.
  • 43 zeigt eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht der Struktur von 42, wobei die Kupferbeschichtung bei 3914 gezeigt ist. Lot 3916 zwischen Kupferblock 3900 und Systemträger 3912 befestigt vor der Galvanisierung den einen an dem anderen, ist aber für den Stromtransport nicht notwendig, weil der elektrische Kontakt durch die Kupferbeschichtung 3914 hergestellt wird. Das Lot 3916 beeinflusst deshalb nicht die Elektromigration.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Kupferblock 3900 zwei unterschiedliche Abschnitte umfassen, falls die Nut 3902 durch den Block 3900 geführt ist. Eine Metallschicht wie etwa Aluminium oder Leitungskupfer, kann darunter ausgebildet werden und, falls im Kontakt mit Block 3900, auch galvanisiert werden, einschließlich zwischen den Abschnitten von Block 3900. Bei dieser Ausführungsform können willkürlich dünne Schichten aufgewachsen und wie gewünscht auch seitlich strukturiert werden.
  • Zu Vorteilen von Ausführungsformen und des Prozesses 4000 zählen die Fähigkeit, Strukturen präziser und preiswerter als herkömmliche Lösungen herzustellen, teilweise weil der ganze Silizium-Wafer verwendet werden kann und die Strukturen auf dem Wafer-Level präziser ausgebildet werden können. Insbesondere können präzise Positionstoleranzen erzielt werden.
  • Bei Ausführungsformen sind auch andere Variationen möglich. Beispielsweise können die Kupferblocks an die Vorderseite, die Rückseite oder beide Seiten des Wafer gekoppelt werden. Die oberen Seiten der Kupferblocks können für das Löten vorbereitet werden, wenngleich Elektromigration dann ein Strombegrenzer werden kann. Große Kontakte, die Teil des Systemträgers bilden, können etwa durch Löten an die obere Seite des Kupferblocks gekoppelt werden. Dies kann während der Bausteinmontage ausgeführt werden. Falls Diffusionslöten verwendet wird, kann die Lötverbindung dann eine höhere Stromdichte wie etwa bis zu etwa 60 A tolerieren. Große Kontakte können auch durch einen leitenden Kleber oder anderes Lot gekoppelt und mindestens teilweise beschichtet werden, um einen guten elektrischen Kontakt mit dem Kupferblock sicherzustellen, wie etwa in einem galvanischen Bad. Bei Ausführungsformen ist die Beschichtung etwa 10 μm bis etwa 50 μm dick und umfasst einen guten Leiter wie etwa Kupfer.
  • Wie zuvor erwähnt, kann der Kupferblock 3900 für den Clip 100 substituiert werden. Somit können Ausführungsformen für Stromerfassungsanwendungen, die den Kupferblock 3900 umfassen, auch mindestens einen Magnetfeldsensor umfassen. Ausführungsformen können auch Verstärker und eine Signalaufbereitungsschaltungsanordnung umfassen. Die Magnetfeldsensoren können planare Hall-Platten umfassen, die nahe einer geraden oder gekrümmten Kante des Kupferblocks und nahe dem Teil des Kupferblocks mit der kleinsten Querschnittsfläche (und deshalb der höchsten Stromdichte) angeordnet werden können.
  • Nach 4008 kann der Die stattdessen wie etwa durch Kleben an ein Die-Paddle oder an einen Systemträger gekoppelt werden, wobei Verbindungen dann zwischen Zuleitungen und Bondpads mit Bonddrähten hergestellt werden und eine Formmasse aufgebracht wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in 44 dargestellt. 44A ist eine Draufsicht auf den Formkörper 4400 und Sensorzuleitungen 4402. 44B ist eine Bodenansicht des Formkörpers 4400 und der Zuleitungen 4402, wobei der Kupferblock 3900 sichtbar ist. Bei 44C entfällt der Formkörper, so dass der Die 3904 und das Die-Paddle 4404 zu sehen sind, sowie Bonddrähte 4406, die die Bondpads 3906 an den Systemträger 4408 koppeln.
  • In 44B ist zu sehen, dass die Nut 3902 mit Formmasse gefüllt ist, um Kurzschlüsse zu vermeiden, wenn die Kontakte (exponierte Oberflächen von Block 3900) an Sammelschienen, PCBs oder andere Strukturen gelötet werden. Bei einer Ausführungsform kann die Nut 3902 an der Oberfläche des Bausteins breiter ausgeführt werden, indem zuerst die Nut 3902 mit einem dicken Blatt ausgebildet wird und dann mit einem dünnen Blatt tiefer gesägt wird. Die Nut 3902 kann bei einer anderen Ausführungsform durch Ätzen und dann Sägen (oder in umgekehrter Reihenfolge) ausgebildet werden.
  • 45 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der große Kontakte an den Kupferblock gekoppelt sind. Ähnlich zu 44, ist 45A eine Draufsicht, 45B eine Bodenansicht, und bei 45C fehlt der Formkörper. Große Kontakte 4500 können bei einer Ausführungsform Teil des Systemträgers sein, so dass ein getrenntes Die-Paddle nicht erforderlich ist. Dies kann bei Ausführungsformen die Bandbreite des Sensors vergrößern. Falls Kontakte 4500 durch eine Löttechnik mit einem hohen Schmelzpunkt wie etwa Diffusionslöten gekoppelt werden, ist auch die Elektromigrationsgrenze der Lötverbindung höher als die der Ausführungsform von 44. Analog zu der Ausführungsform von 44 wird der Spalt 4502 zwischen den Kontakten 4500 zur Vermeidung von Kurzschlüssen mit Formmasse gefüllt, wenngleich der sich über den Formkörper 4400 erstreckende Abschnitt des Spalts 4502 ungefüllt sein kann, falls die Spaltbreite ausreicht.
  • Unter Bezugnahme auf 45C ist die Höhe der Bonddrähte 4406 bei Ausführungsformen so niedrig wie möglich, um den Abstand zwischen den Kontakten 4500 und der Oberfläche des Formkörpers 4400 größer zu halten. Deshalb werden die Drähte 4406 bei einer Ausführungsform nach unten gebogen, so dass ihr oberer Punkt etwa auf der gleichen Höhe wie die Bondpads auf dem Die 3904 ist.
  • Die Dicke der Kontakte 4500 kann ähnlich der der Sensorzuleitungen 4402 sein, was den Preis des Systemträgers 4408 reduzieren kann. Bei einer Ausführungsform besteht der Systemträger aus Kupfer mit einem sehr niedrigen Eisengehalt wie etwa unter 0,1%. Ein Vorteil des Kupferblocks 3900 ist jedoch, dass er aus einem hochreinen Kupfer hergestellt sein kann, was einen niedrigen spezifischen Widerstand besitzt, um die Ableitung und Selbsterwärmung des Sensors zu reduzieren.
  • Wie zuvor in verschiedenen Kontexten und bezüglich verschiedener, hier durchweg erörterter Ausführungsformen erwähnt, ist auch der Abstand zwischen dem Leiter und dem oder den Magnetfeldsensoren wichtig, wie auch die Tatsache, dass dieser Abstand über die Lebensdauer des Sensors hinweg stabil bleibt. Herkömmliche Lösungen verwenden oftmals dünne, während der Halbleiterfabrikation hergestellte Leiterschichten, die wohldefinierte Positionen aufweisen und im Allgemeinen über ihre Lebensdauer hinweg stabil sind. Dünne Leiter sind jedoch Strombegrenzer. Andere herkömmliche Lösungen für Anwendungen mit höherem Strom fixieren den Leiter an dem Die unter Verwendung eines Klebers, einer Formmasse oder eines anderen Materials. Während solche Konfigurationen höhere Ströme verarbeiten können, sind die fixierenden Materialien weniger stabil, für Feuchtigkeit, chemische Reaktionen auf eine langfristige Exposition gegenüber hohen Temperaturen und anderen Faktoren anfällig, die die Materialdicke verändern und dadurch die Sensorgenauigkeit beeinflussen können.
  • Deshalb können Ausführungsformen Löttechniken verwenden, um den primären Leiter und den Halbleiter-Die zu koppeln, beispielsweise in Hochstromanwendungen, bei denen ein massiver Leiter verwendet wird. Bei Ausführungsformen wird Lot nicht zum Führen von Strom verwendet, sondern es stellt eine mechanische Verbindung zwischen dem Leiter und dem Halbleiter-Die mit den Magnetfeldsensorelementen her, wobei der Strom in den Leiter fließt. Die relative Position des Leiters bezüglich des oder der Magnetfeldsensorelemente wird somit nur durch anorganische, hochstabile Materialien wie etwa Halbleiter, Metall, Keramik, Glas, Porzellan, Lot und dergleichen bestimmt.
  • Unter Bezugnahme auf 46 wird bei einer Ausführungsform eine Isolierschicht 4602 auf einem Halbleiter-Die 4604 ausgebildet. Die Isolierschicht 4602 ist bei Ausführungsformen anorganisch und kann Siliziumoxid, Nitrid oder ein bestimmtes anderes geeignetes Material umfassen. Eine Metallschicht 4606 (46B) wird auf der Isolierschicht 4602 ausgebildet und kann aus Kupfer, Aluminium oder einem bestimmten anderen geeigneten Material bestehen. Die Metallschicht 4606 kann so ausgebildet und/oder hergestellt werden, dass sie gelötet werden kann, beispielsweise in einem Bausteinmontageprozess an ein Metallteil gelötet werden kann. Sowohl die Isolierschicht 4602 als auch die Metallschicht 4606 können bei einer Ausführungsform während der Front-End-Halbleiterherstellung ausgebildet werden.
  • Nachdem die individuellen Halbleiter-Dies 4604 während der Herstellung vereinzelt wurden, können die Dies 4604 jeweils an einen primären Leiter 4608 an der Metallschicht 4606 gelötet werden. Bei der in 46 gezeigten Ausführungsform umfasst der Leiter 4608 einen Clip. Der Clip kann ein einzelnes Metallstück oder andere Konfigurationen umfassen, wie sie etwa hier oben erörtert sind. Bei anderen Ausführungsformen kann der Leiter 4608 andere Konfigurationen wie etwa den hier oben erörterten Kupferblock umfassen. Deshalb wird die bestimmte Konfiguration des Clips hier nicht ausführlich erörtert, wobei stattdessen auf die Erörterung hier oben bezüglich verschiedener Ausführungsformen Bezug genommen wird.
  • Insbesondere unter Bezugnahme auf 46B sind die Isolierschicht 4602 und die Metallschicht 4606 zu sehen. Die Isolierschicht 4602 kann sowohl isolierend als auch anorganisch sein, wobei anorganisch vorteilhaft ist, um Feuchtigkeitsabsorption zu vermeiden oder anderweitig ihre Zusammensetzungen oder Abmessungen abzuändern. Bei Ausführungsformen besteht die Isolierschicht 4602 aus Siliziumdioxid, -nitrid oder einem bestimmten anderen geeigneten Material. Die Metallschicht 4606 ist derart auf der Isolierschicht 4602 positioniert, dass die Schicht 4606 den Die 4604 nicht kontaktiert und elektrisch potentialfrei ist. Bei einer Ausführungsform besteht die Metallschicht 4606 aus Aluminium, Kupfer oder einem bestimmten anderen geeigneten Material und wurde so behandelt, dass die Schicht 4606 lötbar ist. Ähnlich den hier oben erörterten Clipausführungsformen wird ein Aufstandsflächenabschnitt 4610 des Leiters 4608 durch Löten an der Metallschicht 4606 mechanisch an den Die 4604 gekoppelt. Bei Ausführungsformen ist der Leiter 4608 kleiner als die Metallschicht 4606, und die Metallschicht 4606 ist ausreichend dick, um Schäden oder andere Effekte von möglichen Herstellungsergebnissen einschließlich Graten am Leiter 4608 zu vermeiden.
  • Eine weitere Ausführungsform ist in 47 dargestellt, bei der Teil einer Oberfläche des Halbleiter-Die von einer Metallplatte oder -schicht bedeckt ist, die elektrisch nicht von dem Die isoliert zu sein braucht. 47 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht zur Erleichterung der Darstellung. Bei der Ausführungsform von 47 sind lötbare Metallplatten 4702 an eine Oberfläche des Die 4704 gekoppelt, die Magnetfeldsensorelemente 4706 auf einer Ober- oder Unterseite des Die 4704 enthält. Die Metallplatten 4702 sind konfiguriert, um an Metallplatten 4708 gekoppelt zu werden, die an eine Oberfläche einer Isolierplatte 4710 gekoppelt sind. Die Isolierplatte 4710 ist wiederum durch Metallplatten 4712 an eine Stromschiene oder einen Leiter 4714 gekoppelt. Bonddrähte 4716 können über Bondpads direkt an den Die 4704 gekoppelt sein und/oder indirekt an den Die 4704 durch Bahnen auf einer oberen Oberfläche der Platte 4710 und dann an Zuleitungen eines Systemträgers (in 47 nicht gezeigt).
  • Bei Ausführungsformen besteht die Isolierplatte 4710 aus Keramik, Glas, Porzellan, Silizium oder einem bestimmten anderen geeigneten Material. Die Isolierplatte 4710 kann größer sein als der Die 4704 und kann deshalb auch zuverlässigere Spannungsisolierung bereitstellen. Außerdem braucht die Platte 4710 bei Ausführungsformen nicht perfekt flach zu sein, da die Platte 4710 durch Ätzen oder eine bestimmte andere Technik profiliert werden kann, so dass der Umfangsbereich oder ein Abschnitt davon dicker oder dünner ist als der Mittelbereich. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform, bei der der Die 4704 in der Mitte der Platte 4710 ruht, ein dickerer Umfangsabschnitt der Platte 4710 eine erhöhte Spannungsisolierung bereitstellen. Bei einer derartigen Ausführungsform sollte sich die Metallschicht 4708 nicht zu dem dickeren Umfangsabschnitt erstrecken.
  • Bei einer Ausführungsform von 47 sind die Metallschichten 4702 auf einer Rückseite des Die 4704 positioniert, und die Elektronikbauelemente wie etwa Magnetfeldsensorelemente 4706, befinden sich auf der gegenüberliegenden Vorderseite des Die 4704. Der Die 4704 kann dann durch Bonddrähte 4716 über Bondpads auf der Vorderseite gekoppelt werden. Bei einer anderen Ausführungsform befinden sich die Metallschichten 4702 auf der Vorderseite des Die 4704, wie die Elektronikbauelemente wie etwa Magnetfeldsensorelemente 4706, und der Die 4704 wird durch Flip-Chip-Montage auf der Isolierplatte 4710 angebracht. Kontakte können über feine leitende Bahnen 4708 und Bonddrähte 4716 an den Die 4704 hergestellt werden.
  • Metallplatten oder -schichten 4702, 4708 und 4712 werden so hergestellt, dass sie lötbar sind, und während der Herstellung kann das Löten dieser Schichten 4702, 4708 und 4712 in einem einzelnen Schritt oder in mehreren Schritten ausgeführt werden. Beispielsweise kann es bei einer Ausführungsform erwünscht sein, konsekutiv zu löten, wobei verschiedene Lötprozesse bei verschiedenen Temperaturen verwendet werden. Bei Ausführungsformen kann Hochtemperaturlöten wie etwa Diffusionslöten verwendet werden, was vorteilhaft ist, weil es dünn sein kann und die Bausteinkontakte danach bei einer niedrigeren Temperatur ohne Weiteres gelötet werden können, wobei der Leiter 4714 bezüglich der Position des Die 4704 stabil bleibt.
  • Bei Ausführungsformen kann der Leiter 4714 eine unitäre oder mehrere Komponenten umfassen, beispielsweise einen Clip und Zuleitungen. An der Oberfläche des Die 4704 jedoch besteht der Leiter 4714 aus einem einzelnen Teil.
  • Es wurden hier verschiedene Ausführungsformen von Systemen, Bauelementen und Verfahren beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel angegeben und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung beschränken. Es versteht sich zudem, dass verschiedene Merkmale der Ausführungsformen, die beschrieben wurden, auf unterschiedliche Weisen kombiniert werden können, um zahlreiche zusätzliche Ausführungsformen herzustellen. Zudem sind zwar verschiedene Materialien, Abmessungen, Formen, Konfigurationen und Orte usw. zur Verwendung mit offenbarten Ausführungsformen beschrieben worden, es können andere neben jenen offenbarten genutzt werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu übersteigen.
  • Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass die Erfindung weniger Merkmale umfassen kann, als in einer beliebigen, oben beschriebenen individuellen Ausführungsform dargestellt. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen sollen keine erschöpfende Präsentation der Wege bedeuten, wie die verschiedenen Merkmale der Erfindung kombiniert werden können. Dementsprechend sind die Ausführungsformen sich nicht gegenseitig ausschließende Kombinationen von Merkmalen; vielmehr kann die Erfindung eine Kombination aus verschiedenen individuellen Merkmalen umfassen, die aus verschiedenen individuellen Ausführungsformen gewählt sind, wie der Durchschnittsfachmann versteht.
  • Jede Aufnahme durch Bezugnahme auf obige Dokumente wird derart begrenzt, dass kein Gegenstand aufgenommen wird, der der expliziten Offenbarung hierin entgegensteht. Jede Aufnahme durch Bezugnahme auf Dokumente oben wird weiter derart begrenzt, dass keine in den Dokumenten enthaltene Ansprüche hier durch Bezugnahme aufgenommen sind. Jede Aufnahme durch Bezugnahme auf Dokumente oben wird noch weiter begrenzt, so dass alle, in den Dokumenten angegebenen Definitionen durch Bezugnahme hierin nicht aufgenommen sind, sofern nicht ausdrücklich hierin enthalten.

Claims (28)

  1. Magnetfeld-Stromsensor, der Folgendes umfasst: einen Halbleiter-Die mit einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberfläche und mindestens ein Magnetfelderfassungselement umfassend; und einen unitären Leiter, der einen Aufstandsflächenabschnitt, einen ersten und zweiten Säulenabschnitt und einen ersten und zweiten Kontaktabschnitt umfasst, wobei der erste Säulenabschnitt eine erste Höhe aufweist und den ersten Kontaktabschnitt an den Aufstandsflächenabschnitt koppelt, der zweite Säulenabschnitt die erste Höhe aufweist und den zweiten Kontaktabschnitt an den Aufstandsflächenabschnitt koppelt, die erste Höhe eine monotone vertikale Abmessung ist, die den Aufstandsflächenabschnitt von dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt trennt, und der Aufstandsflächenabschnitt den Leiter an die erste Oberfläche des Die koppelt, so dass der Aufstandsflächenabschnitt im Wesentlichen parallel zu der ersten Oberfläche des Die und innerhalb eines Umfangs der ersten Oberfläche verläuft und der erste und zweite Kontaktabschnitt näher an der ersten Oberfläche liegen als an der zweiten Oberfläche.
  2. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 1, wobei der Leiter mindestens eine in dem Aufstandsflächenabschnitt ausgebildete Kerbe umfasst.
  3. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 2, wobei ein Ende der Kerbe einen Radius aufweist.
  4. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Kerbe etwa 0,3 mm breit und etwa 0,5 mm lang ist.
  5. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine Breite der Kerbe größer oder gleich einer Dicke des Leiters ist.
  6. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kante des Aufstandsflächenabschnitts von dem Umfang der ersten Oberfläche des Die um einen Abstand im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm getrennt ist.
  7. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste und zweite Säulenabschnitt sich etwa senkrecht zu dem Aufstandsflächenabschnitt und dem ersten und zweiten Kontaktabschnitt befinden.
  8. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufstandsflächenabschnitt den Leiter an die erste Oberfläche des Die koppelt, so dass sich der erste und zweite Kontaktabschnitt über den Umfang der ersten Oberfläche des Die hinaus erstrecken, um einen vertikalen Abstand getrennt.
  9. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Fläche einer Oberfläche des Aufstandsflächenabschnitts, der den Aufstandsflächenabschnitt an die erste Oberfläche koppelt, mindestens etwa 25% einer Fläche der ersten Oberfläche beträgt.
  10. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Isolierschicht zwischen dem Aufstandsflächenabschnitt und der ersten Oberfläche des Die.
  11. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufstandsflächenabschnitt durch einen Kleber oder eine Lötpaste an die erste Oberfläche gekoppelt ist.
  12. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiter aus einem Blech ausgebildet ist.
  13. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 12, wobei das Blech eine konstante Dicke in einem Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 0,6 mm aufweist.
  14. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Magnetfelderfassungselement sich bei der ersten Oberfläche des Die befindet.
  15. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Magnetfelderfassungselement sich bei der zweiten Oberfläche des Die befindet.
  16. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Querschnittsfläche des Aufstandsflächenabschnitts kleiner ist als eine Querschnittsfläche des ersten Kontaktabschnitts oder des zweiten Kontaktabschnitts.
  17. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Baustein, der den Die und den Leiter einschließt.
  18. Magnetfeld-Stromsensor, der Folgendes umfasst: einen Die mit mindestens einem Magnetfelderfassungselement; mehrere in einer ersten Ebene angeordnete und an den Die gekoppelte Kontakte; einen Leiter, umfassend den ersten und zweiten Kontaktabschnitt, wobei der erste und zweite Kontakt elektrisch gekoppelt und in einer von der ersten Ebene verschiedenen zweiten Ebene angeordnet sind, und der Leiter an den Die gekoppelt und elektrisch von diesem isoliert ist; und einen Formkörper, der den Die, die mehreren Kontakte und den ersten und zweiten Kontaktabschnitt einschließt.
  19. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 18, weiterhin umfassend eine ringförmige Dichtung, die bei dem Formkörper angeordnet ist, um einen Kriechstrom zwischen der ersten und zweiten Ebene entlang einer Oberfläche des Formkörpers zu verhindern.
  20. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 19, wobei die ringförmige Dichtung einen O-Ring umfasst.
  21. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Dichtung mindestens einen Teil einer Schulterstruktur umfasst, die zum Montieren in einem Sensormodul konfiguriert ist.
  22. Magnetfeld-Stromsensor nach Anspruch 21, wobei das Sensormodul konfiguriert ist, an einer gedruckten Leiterplatte montiert zu werden.
  23. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Dichtung zwischen der ersten und zweiten Ebene angeordnet ist.
  24. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei die Dichtung in einer der ersten oder zweiten Ebene angeordnet ist.
  25. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei die mehreren Kontakte den Die an einen Systemträger koppeln.
  26. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei sich die erste Ebene über der zweiten Ebene befindet.
  27. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei sich der Die zwischen der ersten und zweiten Ebene befindet.
  28. Magnetfeld-Stromsensor nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei der Leiter einen ersten und zweiten Säulenabschnitt und einen Aufstandsflächenabschnitt umfasst, wobei der erste und zweite Säulenabschnitt den ersten bzw. zweiten Kontaktabschnitt an den Aufstandsflächenabschnitt koppeln.
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