DE102016111573A1 - MULTIFUNCTIONAL CONNECTING MODULE AND SUPPORT WITH MULTIFUNCTIONAL CONNECTING MODULE FIXED THEREIN - Google Patents

MULTIFUNCTIONAL CONNECTING MODULE AND SUPPORT WITH MULTIFUNCTIONAL CONNECTING MODULE FIXED THEREIN Download PDF

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Abstract

Ein Verbindungsmodul enthält eine Metallklemme, die einen ersten Endabschnitt, einen zweiten Endabschnitt und einen Mittelabschnitt, der sich zwischen dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt erstreckt. Der erste Endabschnitt ist zum externen Befestigen an einem Halbleiternacktchip oder einer Halbleiterchipbaugruppe, der/die an einem Träger angebracht ist, oder an einem Metallbereich des Trägers konfiguriert. Der zweite Endabschnitt ist konfiguriert zum externen Anbringen an einem anderen Metallbereich des Trägers oder an einem/einer anderen Halbleiterchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an dem Träger angebracht ist. Das Modul enthält ferner einen Magnetfeldsensor, der an der Metallklemme befestigt ist. Der Magnetfeldsensor arbeitet, um ein Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom, der durch die Metallklemme fließt, produziert wird. Das Verbindungsmodul kann verwendet werden, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen Komponenten und/oder Metallbereichen eines Trägers, an dem das Modul angebracht ist, zu bilden.A connection module includes a metal clip having a first end portion, a second end portion, and a middle portion extending between the first end portion and the second end portion. The first end portion is configured for external attachment to a semiconductor die or semiconductor die assembly mounted on a carrier or to a metal region of the carrier. The second end portion is configured for external attachment to another metal portion of the carrier or to another semiconductor die or semiconductor die assembly mounted to the carrier. The module also includes a magnetic field sensor attached to the metal clip. The magnetic field sensor works to sense a magnetic field produced by current flowing through the metal terminal. The connection module may be used to form a direct electrical connection between components and / or metal portions of a carrier to which the module is attached.

Description

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf multifunktionale Verbindungsmodule zum Montieren auf Träger, und insbesondere auf multifunktionale Verbindungsmodule mit integrierten Magnetfeldsensoren.The present application relates to multifunctional connection modules for mounting on supports, and more particularly to multifunctional connection modules with integrated magnetic field sensors.

Leistungsbaugruppen enthalten einen oder mehrere Leistungshalbleiterchips wie z. B. Leistungstransistor- und/oder Leistungsdiodenchips, die an einem Substrat wie z. B. einem Leiterrahmen oder einem keramischen Substrat, das eine strukturierte metallisierte Oberfläche aufweist, befestigt sind. In jedem Fall werden genaue Strom- und/oder Temperaturmessungen benötigt, um zuverlässigen und sicheren Betrieb der Leistungsbaugruppe sicherzustellen. Einige Strom/Temperatursensoren sind unter Verwendung externer Komponenten wie z. B. Nebenschlusswiderständen implementiert, die hochpräzise sind, jedoch die Konstruktion der Baugruppe verkomplizieren. Andere herkömmliche Herangehensweisen integrieren einen Sensor vom elektrischen Typ in den Leistungshalbleiterchip. Diese Herangehensweise reduziert die Komplexität der Konstruktion der Baugruppe, jedoch auf Kosten reduzierter Präzision. Typische integrierte Sensoren vom elektrischen Typ wie z. B. eine Diode, deren Spannung für Temperatur oder Strom repräsentativ ist, weisen geringe Abfühlgenauigkeit auf, z. B. ±28%. Die Abfühlgenauigkeit kann mit kundenspezifischer Kalibrierung verbessert werden, z. B. auf ±2%, aber das erfordert Kalibrierungsaufwand, der die Kosten erhöht. Einige Anwendungen laufen mit einem definierten Sicherheitsabstand oder Abschaltmerkmal, um Überstrom/-wärme und Beschädigung der Leistungshalbleitervorrichtungen zu vermeiden. Dieselben Probleme gelten für Träger wie z. B. Platinen wie PCBs (Leiterplatten), wobei Abfühlen von Strom und/oder Temperatur von Komponenten, die an einer Platine befestigt sind, ungenaue Ergebnisse hervorbringen oder teure Lösungen erfordern kann.Power modules contain one or more power semiconductor chips such. B. Leistungsstransistor- and / or power diode chips, which are attached to a substrate such. B. a lead frame or a ceramic substrate having a structured metallized surface, are attached. In any case, accurate current and / or temperature measurements are needed to ensure reliable and safe operation of the power assembly. Some current / temperature sensors are using external components such. For example, shunt resistors are implemented that are highly accurate but complicate the construction of the assembly. Other conventional approaches incorporate an electrical type sensor into the power semiconductor chip. This approach reduces the complexity of the assembly design, but at the expense of reduced precision. Typical integrated sensors of the electrical type such. As a diode whose voltage for temperature or current is representative, have low sensing accuracy, z. B. ± 28%. The sensing accuracy can be improved with custom calibration, e.g. B. to ± 2%, but this requires calibration effort, which increases the cost. Some applications use a defined margin or cut-off feature to avoid overcurrent / heat and damage to the power semiconductor devices. The same problems apply to carriers such. For example, circuit boards such as PCBs may be used, and sensing power and / or temperature of components attached to a board may produce inaccurate results or may require expensive solutions.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein/en verbessertes/n Verbindungsmodul und Trägeraufbau bereitzustellen.An object of the invention is to provide an improved connection module and support structure.

Die Aufgabe der Erfindung kann durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen spezifiziert.The object of the invention can be achieved by the features of the independent claims. Embodiments and further developments are specified in the dependent claims.

Gemäß einer Ausführungsform eines Verbindungsmoduls umfasst das Verbindungsmodul eine Metallklemme, die einen ersten Endabschnitt, einen zweiten Endabschnitt und einen Mittelabschnitt, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, aufweist. Der erste Endabschnitt ist konfiguriert zum externen Befestigen an einem Halbleiternacktchip oder einer Halbleiterchipbaugruppe, der/die an einem Träger oder an einem Metallbereich des Trägers angebracht ist. Der zweite Endabschnitt ist konfiguriert zum externen Anbringen an einem anderen Metallbereich des Trägers oder an einem/r anderen Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an dem Träger angebracht ist. Das Verbindungsmodul umfasst ferner einen Magnetfeldsensor, der an der Metallklemme befestigt ist. Der Magnetfeldsensor arbeitet, um ein Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom, der durch die Metallklemme fließt, produziert wird.According to an embodiment of a connection module, the connection module comprises a metal clamp having a first end portion, a second end portion and a middle portion extending between the first and second end portions. The first end portion is configured for external attachment to a semiconductor die or a semiconductor die assembly mounted on a support or metal portion of the support. The second end portion is configured for external attachment to another metal portion of the carrier or to another semiconductor die or semiconductor die assembly mounted to the carrier. The connection module further includes a magnetic field sensor attached to the metal terminal. The magnetic field sensor works to sense a magnetic field produced by current flowing through the metal terminal.

Gemäß einer Ausführungsform eines Trägeraufbaus umfasst der Trägeraufbau einen Träger, der mehrere Metallbereiche aufweist, die in ein elektrisch isolierendes Material eingebettet oder an ihm angebracht sind, eine/n erste/n Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an einem ersten aus den Metallbereichen des Trägers angebracht ist, und ein erstes Verbindungsmodul. Das erste Verbindungsmodul umfasst eine Metallklemme, die einen ersten Endabschnitt, einen zweiten Endabschnitt und einen Mittelabschnitt, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, aufweist. Der erste Endabschnitt ist an dem ersten Metallbereich des Trägers oder an dem/der ersten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht. Der zweite Endabschnitt ist an einem zweiten Metallbereich des Trägers oder an einem/r zweiten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an dem Träger angebracht ist, angebracht. Das erste Verbindungsmodul umfasst ferner einen Magnetfeldsensor, der an der Metallklemme befestigt ist. Der Magnetfeldsensor arbeitet, um ein Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom, der durch die Metallklemme fließt, produziert wird.According to one embodiment of a carrier structure, the carrier structure comprises a carrier having a plurality of metal regions embedded in or attached to an electrically insulating material, a first semiconductor die or semiconductor chip assembly attached to a first one of the metal regions of the carrier is mounted, and a first connection module. The first connection module comprises a metal clip having a first end portion, a second end portion, and a middle portion extending between the first and second end portions. The first end portion is attached to the first metal region of the carrier or to the first semiconductor bare chip or semiconductor chip assembly. The second end portion is attached to a second metal region of the carrier or to a second semiconductor bare chip or semiconductor die assembly attached to the carrier. The first connection module further includes a magnetic field sensor attached to the metal terminal. The magnetic field sensor works to sense a magnetic field produced by current flowing through the metal terminal.

Fachleute erkennen zusätzliche Merkmale und Vorteile nach dem Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung und nach dem Betrachten der begleitenden Zeichnungen.Persons skilled in the art will recognize additional features and advantages upon reading the following detailed description and upon considering the accompanying drawings.

Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile. Die Merkmale der verschiedenen dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, sofern sie einander nicht ausschließen. Ausführungsformen sind in den Zeichnungen abgebildet und in der folgenden Beschreibung genau beschrieben.The elements of the drawings are not necessarily to scale relative to each other. Like reference numerals designate corresponding like parts. The features of the various illustrated embodiments may be combined unless they are mutually exclusive. Embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the following description.

1A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer ersten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 1A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a first embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

1B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit A-A' gekennzeichneten Linie in 1A dar. 1B represents a cross-sectional view of the assembly along the AA 'marked line in 1A represents.

2 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer zweiten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 2 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a second embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

3 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer dritten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 3 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a third embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

4 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer vierten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 4 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fourth embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

5 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer fünften Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 5 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fifth embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor.

6 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer sechsten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 6 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a sixth embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

7 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer siebten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 7 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a seventh embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor.

8 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer achten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 8th FIG. 12 illustrates a top-down plan view of an eighth embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

9A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer neunten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 9A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a ninth embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor.

9B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit B-B' gekennzeichneten Linie in 9A dar. 9B provides a cross-sectional view of the assembly along the line marked BB 'in FIG 9A represents.

10 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer zehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 10 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a tenth embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

11A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer elften Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 11A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of an eleventh embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor. FIG.

11B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit C-C' gekennzeichneten Linie in 11A dar. 11B provides a cross-sectional view of the assembly along the CC 'marked line in 11A represents.

12 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer zwölften Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 12 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a twelfth embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

13A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer dreizehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 13A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a thirteenth embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor.

13B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit D-D' gekennzeichneten Linie in 13A dar. 13B FIG. 12 illustrates a cross-sectional view of the assembly along the line labeled DD 'in FIG 13A represents.

14A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer vierzehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 14A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fourteenth embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor. FIG.

14B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit E-E' gekennzeichneten Linie in 14A dar. 14B FIG. 12 illustrates a cross-sectional view of the assembly along the line labeled EE 'in FIG 14A represents.

15A stellt Vektoren des Magnetfelds dar, das durch den Strom produziert wird, der durch eine U-förmige Metallklemme fließt. 15A represents vectors of the magnetic field produced by the current flowing through a U-shaped metal terminal.

15B stellt eine Schnittansicht der U-förmigen Metallklemme, die in 15A gezeigt ist, entlang der mit A-A gekennzeichneten Linie dar. 15B represents a sectional view of the U-shaped metal clamp, which in 15A is shown along the line marked with AA.

16A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer fünfzehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 16A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fifteenth embodiment of a semiconductor package having an integrated magnetic field sensor.

16B stellt eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs der in 16A gezeigten Baugruppe dar. 16B provides an enlarged view of an area of the in 16A shown assembly.

17 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer sechzehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 17 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a sixteenth embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor. FIG.

18 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer siebzehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 18 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a seventeenth embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor.

19A stellt eine perspektivische Ansicht einer achtzehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 19A FIG. 12 illustrates a perspective view of an eighteenth embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor.

19B stellt eine vergrößerte Schnittansicht eines Bereichs der in 19A gezeigten Baugruppe dar. 19B FIG. 12 is an enlarged sectional view of a portion of FIG 19A shown assembly.

20 stellt eine Schnittansicht einer neunzehnten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, die einen integrierten Magnetfeldsensor aufweist. 20 FIG. 12 illustrates a sectional view of a nineteenth embodiment of a semiconductor device having an integrated magnetic field sensor. FIG.

21 bis 23 stellen jeweilige Schnittansichten von drei unterschiedlichen Ausführungsformen eines eigenständigen multifunktionalen Verbindungsmoduls dar, das einen Magnetfeldsensor enthält. 21 to 23 FIG. 4 illustrates respective sectional views of three different embodiments of a self-contained multifunctional connection module including a magnetic field sensor.

24 stellt eine Draufsicht der in 21 gezeigten Ausführungsform des multifunktionalen Verbindungsmodul dar. 24 represents a top view of the 21 shown embodiment of the multifunctional connection module.

25 stellt eine Draufsicht der in 22 und 23 gezeigten Ausführungsformen des multifunktionalen Verbindungsmodul dar. 25 represents a top view of the 22 and 23 shown embodiments of the multifunctional connection module.

26 und 27 stellen jeweils Draufsichten der in den 22 und 23 gezeigten Ausführungsformen der multifunktionalen Verbindungsmodule dar, wobei der Magnetfeldsensor arbeitet, um Differenzabfühlen zu implementieren. 26 and 27 each represent plan views of the in the 22 and 23 shown embodiments of the multifunctional connection modules, wherein the magnetic field sensor operates to implement Differenzabfühlen.

28 stellt eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 28 FIG. 12 illustrates a top view of a first embodiment of a carrier assembly using the multifunctional connection module. FIG.

29A stellt eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der die in 21 gezeigte Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls verwendet. 29A FIG. 3 illustrates a plan view of a second embodiment of a support structure that incorporates the in 21 version of the multifunctional connection module used.

29B stellt eine Schnittansicht des Trägeraufbaus von 29A entlang der mit F-F' in 29A gekennzeichneten Linie dar. 29B FIG. 12 is a sectional view of the support structure of FIG 29A along with FF 'in 29A marked line.

29C stellt dieselbe Schnittansicht des Trägeraufbaus entlang der mit F-F' gekennzeichneten Linie in 29A dar, jedoch mit der in 22 gezeigten Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls. 29C provides the same sectional view of the support structure along the line marked FF 'in FIG 29A but with the in 22 shown version of the multifunctional connection module.

29D stellt dieselbe Schnittansicht des Trägeraufbaus entlang der mit F-F' gekennzeichneten Linie in 29A dar, jedoch mit der in 23 gezeigten Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls. 29D provides the same sectional view of the support structure along the line marked FF 'in FIG 29A but with the in 23 shown version of the multifunctional connection module.

30 stellt eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 30 FIG. 12 illustrates a top view of a third embodiment of a carrier assembly using the multifunctional connection module. FIG.

31 stellt eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 31 FIG. 12 illustrates a top view of a fourth embodiment of a support structure using the multifunctional connection module. FIG.

32 stellt eine Draufsicht einer fünften Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 32 FIG. 12 illustrates a plan view of a fifth embodiment of a carrier assembly using the multifunctional connection module. FIG.

33 stellt eine Draufsicht einer sechsten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 33 FIG. 12 illustrates a top view of a sixth embodiment of a support structure using the multifunctional connection module. FIG.

34 stellt eine Draufsicht einer siebten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 34 FIG. 12 illustrates a top view of a seventh embodiment of a carrier assembly using the multifunctional connection module. FIG.

35 stellt eine Draufsicht einer achten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 35 FIG. 12 illustrates a plan view of an eighth embodiment of a support structure using the multifunctional connection module. FIG.

36 stellt eine Draufsicht einer neunten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 36 FIG. 12 illustrates a plan view of a ninth embodiment of a carrier assembly using the multifunctional connection module. FIG.

37 stellt eine Draufsicht einer zehnten Ausführungsform eines Trägeraufbaus dar, der das multifunktionale Verbindungsmodul verwendet. 37 FIG. 12 illustrates a plan view of a tenth embodiment of a carrier structure using the multifunctional connection module. FIG.

Hier beschriebene Ausführungsformen stellen die Integration eines Magnetfeldsensors wie z. B. eines magnetoresistiven Sensors (XMR-Sensors) oder eines Hall-Sensors in eine Halbleiterbaugruppe oder ein eigenständiges multifunktionales Verbindungsmodul für integrierte Strom- und/oder Temperaturmessung bereit. Der Magnetfeldsensor erzeugt ein Signal in Reaktion auf ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in einem Strompfad eines Halbleiterchips, der in der Baugruppe enthalten ist, oder nahe dem multifunktionalen Verbindungsmodul fließt. Die Höhe des Signals ist proportional der Strommenge, die in dem Strompfad fließt, und gibt den Stromverbrauch des Halbleiterchips und/oder die Temperatur der Baugruppe oder des multifunktionalen Verbindungsmoduls an. Die Halbleiterbaugruppe oder das multifunktionale Verbindungsmodul kann mit oder ohne galvanische Isolierung zwischen dem Magnetfeldsensor und dem Halbleiterchip (in dem Fall einer Baugruppe) oder der Metallklemme (in dem Fall eines multifunktionalen Verbindungsmoduls) bereitgestellt sein.Embodiments described herein represent the integration of a magnetic field sensor such as. B. a magnetoresistive sensor (XMR sensor) or a Hall sensor in a semiconductor module or an independent multifunctional connection module for integrated current and / or temperature measurement ready. The magnetic field sensor generates a signal in response to a magnetic field produced by current flowing in a current path of a semiconductor chip contained in the package or near the multifunctional interconnect module. The magnitude of the signal is proportional to the amount of current flowing in the current path and indicates the power consumption of the semiconductor chip and / or the temperature of the assembly or multifunctional connection module. The semiconductor package or multifunctional interconnection module may be provided with or without galvanic isolation between the magnetic field sensor and the semiconductor chip (in the case of an assembly) or the metal terminal (in the case of a multifunctional interconnect module).

Der Magnetfeldsensor kann in dieselbe Halbleiterbaugruppe wie der Halbleiterchip, für den Strom- und/oder Temperaturmessungen gewünscht sind, integriert sein, außerhalb der Baugruppe auf den stromführenden Verbindungen der Baugruppe angeordnet sein oder in einem eigenständigen multifunktionalen Verbindungsmodul, das von der Baugruppe getrennt ist, enthalten sein. Beispielsweise kann der Magnetfeldsensor in den Halbleiterchip eingebettet sein, auf dem Halbleiterchip angeordnet sein, auf einer oder mehreren der Leitungen der Baugruppe angeordnet sein, über oder unter einer Metallklemme angeordnet sein, die in der Halbleiterbaugruppe zum elektrischen Verbinden von einer oder mehreren der Leitungen mit dem Halbleiterchip oder mit einer anderen der Leitungen enthalten ist, oder über oder unter einer Metallklemme angeordnet sein, die in einem multifunktionalen Verbindungsmodul, das von der Chipbaugruppe getrennt ist, enthalten ist.The magnetic field sensor may be integrated with the same semiconductor package as the semiconductor die for which current and / or temperature measurements are desired, located external to the package on the module's live connections, or contained in a separate multifunctional interconnect module separate from the package be. For example, the magnetic field sensor may be embedded in the semiconductor chip, disposed on the semiconductor chip, disposed on one or more of the leads of the assembly, disposed above or below a metal terminal included in the semiconductor package for electrically connecting one or more of the leads to the semiconductor die Semiconductor chip or with another of the lines is included, or disposed above or below a metal terminal, which is included in a multifunctional connection module, which is separated from the chip assembly.

In dem Fall eines eigenständigen multifunktionalen Verbindungsmoduls kann ein Nacktchip oder eine Chipbaugruppe an einem Träger wie z. B. einer Leiterplatte (z. B. einer PCB), einem Keramiksubstrat, einem Kunststoffmodul, einem gegossenen Modul, einem Leiterrahmen, usw. angebracht sein, und das multifunktionale Verbindungsmodul kann verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip und einem Metallbereich des Trägers, zwischen dem Chip und einem weiteren Chip, der an dem Träger angebracht ist, oder zwischen zwei unterschiedlichen Metallbereichen des Trägers zu bilden. In jedem Fall gibt der Begriff „auf”, wie er hier verwendet ist, eine Position in Kontakt oder in unmittelbarer Nähe zu und getragen von einer externen Oberfläche an, oder um einen Ursprung für das Anbringen oder das Tragen anzugeben. In the case of a standalone multifunctional interconnect module, a bare die or chip package may be attached to a carrier such as a carrier. A printed circuit board (eg, a PCB), a ceramic substrate, a plastic module, a molded module, a lead frame, etc., and the multifunctional connection module may be used to provide electrical connection between the chip and a metal region of the chip Support to form between the chip and another chip which is attached to the carrier, or between two different metal regions of the carrier. In any event, the term "on" as used herein indicates a position in contact or in close proximity to and supported from an external surface, or to indicate an origin for attachment or wearing.

1A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer ersten Ausführungsform einer Halbleiterbaugruppe dar, und 1B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit A-A' gekennzeichneten Linie in 1A dar. Material zum Anbringen des Chips und Chipmetallisierungen sind in den 1A und 1B zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt. 1A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a first embodiment of a semiconductor package, and FIG 1B represents a cross-sectional view of the assembly along the AA 'marked line in 1A Material for attaching the chip and chip metallizations are in the 1A and 1B not shown for simplicity of illustration.

Die Halbleiterbaugruppe enthält ein Substrat, das mehrere Metallleitungen 100 aufweist, und einen Halbleiterchip 102, der an einer ersten aus den Leitungen 100-1 angebracht ist. Die Baugruppe kann einen einzelnen Halbleiterchip oder mehr als einen Halbleiterchip enthalten. Jedes Standardsubstrat für Halbleiterbaugruppen kann verwendet werden. Beispielsweise kann das Substrat ein Leiterrahmen sein, der eine Chip-„Paddle”-Leitung 100-1, an der der Halbleiterchip 102 angebracht ist, und mehrere Signal- und Stromleitungen 100-2 bis 100-8 zum Bereitstellen von Signal- und Stromverbindungen zu dem Halbleiterchip 102 aufweist. In einem weiteren Beispiel kann das Substrat ein keramikbasiertes Substrat sein wie z. B. ein DCB-Substrat (direkt kupfer-gebondetes Substrat), ein ABM-Substrat (aktives metallgelötetes Substrat) oder ein DAB-Substrat (direkt aluminium-gebondetes Substrat) sein, in dem eine oder beide Hauptseiten einer Keramikbasis eine strukturierte metallisierte Oberfläche aufweisen, die die Leitungen 100 zum Anbringen des Halbleiterchips 102 bilden und Signal- und Stromverbindungen mit dem Halbleiterchip 102 bereitstellen. In anderen Beispielen kann das Substrat ein strukturiertes Metallsubstrat, eine Leiterplatte (PCB), usw. sein. Die Halbleiterbaugruppe kann jeder Typ einer Standard-Halbleiterbaugruppe sein, die Leitungen 100 zum Anbringen des Halbleiterchips 102 und Bereitstellen von Signal- und Stromverbindungen für den Halbleiterchip 102 aufweist. Beispielsweise kann die Halbleiterbaugruppe eine gegossene Baugruppe, eine Baugruppe mit offenem Hohlraum mit oder ohne einen Deckel, eine eingekapselte Polymerbaugruppe, eine PCB-basierte Baugruppe usw. sein. In jedem Fall bezieht sich der Begriff „Leitung”, wie er hier verwendet ist, auf irgendeinen isolierten elektrischen Leiter, der physikalisch oder elektrisch mit einer elektrischen Vorrichtung verbunden ist.The semiconductor package includes a substrate that has multiple metal lines 100 has, and a semiconductor chip 102 who is at a first out of the lines 100-1 is appropriate. The assembly may include a single semiconductor chip or more than one semiconductor chip. Any standard substrate for semiconductor devices can be used. For example, the substrate may be a leadframe having a chip "paddle" lead 100-1 at which the semiconductor chip 102 attached, and multiple signal and power lines 100-2 to 100-8 for providing signal and power connections to the semiconductor chip 102 having. In another example, the substrate may be a ceramic-based substrate, such as a ceramic substrate. A DCB substrate (direct copper bonded substrate), an ABM substrate (active metal soldered substrate) or a DAB substrate (direct aluminum bonded substrate) in which one or both major sides of a ceramic base have a patterned metallized surface that the wires 100 for attaching the semiconductor chip 102 form and signal and power connections to the semiconductor chip 102 provide. In other examples, the substrate may be a patterned metal substrate, a printed circuit board (PCB), etc. The semiconductor package may be any type of standard semiconductor package, the leads 100 for attaching the semiconductor chip 102 and providing signal and power connections for the semiconductor chip 102 having. For example, the semiconductor package may be a molded package, an open cavity package with or without a cap, an encapsulated polymer package, a PCB-based package, and so on. In any event, the term "conduit" as used herein refers to any insulated electrical conductor that is physically or electrically connected to an electrical device.

Ein Magnetfeldsensor 104 ist in dieselbe Baugruppe wie der Halbleiterchip 102 integriert und in unmittelbarer Nähe zu einem Strompfad des Halbleiterchips 102 positioniert, so dass der Sensor 104 das Magnetfeld abfühlen kann, das durch den Strom produziert wird, der durch den Strompfad fließt. Gemäß der in den 1A und 1B dargestellten Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor 104 über einer Metallklemme 106 angeordnet, die in der Halbleiterbaugruppe enthalten ist. Die Metallklemme 106 verbindet eine oder mehrere der Leitungen 100 mit dem Halbleiterchip 102. In einem Fall ist die Metallklemme 106 aus Kupfer hergestellt. Die Metallklemme 106 kann jedoch aus anderen Materialien hergestellt sein. In jedem Fall erzeugt der Magnetfeldsensor 104 ein Signal in Reaktion auf ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in einem Strompfad des Halbleiterchips 102 fließt. Der Strompfad ist in 1B durch Pfeile dargestellt.A magnetic field sensor 104 is in the same assembly as the semiconductor chip 102 integrated and in close proximity to a current path of the semiconductor chip 102 positioned so that the sensor 104 can sense the magnetic field produced by the current flowing through the current path. According to the in the 1A and 1B illustrated embodiment is the magnetic field sensor 104 over a metal clamp 106 arranged, which is included in the semiconductor device. The metal clamp 106 connects one or more of the wires 100 with the semiconductor chip 102 , In one case, the metal clamp 106 made of copper. The metal clamp 106 however, it can be made of other materials. In any case, the magnetic field sensor generates 104 a signal in response to a magnetic field produced by current flowing in a current path of the semiconductor chip 102 flows. The current path is in 1B represented by arrows.

Die Höhe des Signals, das durch den Magnetfeldsensor 104 erzeugt wird, ist proportional der Strommenge, die in dem Strompfad fließt, und gibt den Stromverbrauch des Halbleiterchips 102 und/oder die Temperatur der Baugruppe an. Beispielsweise im Fall eines Hall-Sensors variiert ein Wandler, der in dem Magnetfeldsensor 104 enthalten ist, seine Ausgangsspannung in Reaktion auf das Magnetfeld. In dem Fall eines magnetoresistiven Sensors (XMR-Sensors) wie z. B. eines anisotropen magnetoresistiven Sensors (AMR-Sensors), eines riesenmagnetoresistiven Sensors (GMR-Sensors) oder tunnelmagnetoresistiven Sensors (TMR-Sensors) ändert sich der elektrische Widerstand eines Metalls, Halbmetalls oder Halbleiters, das/der in dem Magnetfeldsensor 104 enthalten ist, unter dem Einfluss des Magnetfelds. Die Orientierung und Konfiguration des Magnetfeldsensors 104 kann gemäß dem Typ der eingesetzten Sensorvorrichtung variieren. In jedem Fall ist die Höhe des Signals, das durch den Magnetfeldsensor 104 erzeugt wird, eine monoton abhängige Reaktion auf die Strommenge, die in dem Strompfad des Halbleiterchips 102 fließt. So können der Stromfluss durch den Halbleiterchip 102 und die Temperatur innerhalb der Baugruppe gleichzeitig gemessen werden.The height of the signal generated by the magnetic field sensor 104 is proportional to the amount of current flowing in the current path and gives the power consumption of the semiconductor chip 102 and / or the temperature of the assembly. For example, in the case of a Hall sensor, a transducer that varies in the magnetic field sensor varies 104 contained, its output voltage in response to the magnetic field. In the case of a magnetoresistive sensor (XMR sensor) such. As an anisotropic magnetoresistive sensor (AMR sensor), a giant magnetoresistive sensor (GMR sensor) or tunneling magnetoresistive sensor (TMR sensor), the electrical resistance of a metal, semi-metal or semiconductor, the / in the magnetic field sensor changes 104 is contained under the influence of the magnetic field. The orientation and configuration of the magnetic field sensor 104 may vary according to the type of sensor device used. In any case, the height of the signal generated by the magnetic field sensor 104 generates a monotonically dependent response to the amount of current flowing in the current path of the semiconductor chip 102 flows. So can the current flow through the semiconductor chip 102 and the temperature within the assembly can be measured simultaneously.

Beispielsweise in dem Fall eines Leistungs-MOSFET-Chips kann der Stromfluss durch die Source oder den Drain des Leistungs-MOSFET durch Positionieren des Magnetfeldsensors 104 in unmittelbarer Nähe zu dem Source- oder Drain-Strompfad der Vorrichtung genau gemessen werden. In dem Fall eines IGBT-Chips kann der Stromfluss durch den Emitter oder Kollektor des IGBT durch Positionieren des Magnetfeldsensors 104 in unmittelbarer Nähe zu dem Emitter- oder Kollektor-Strompfad der Vorrichtung genau gemessen werden. In dem Fall eines Leistungsdiodenchips kann der Stromfluss durch die Anode oder Kathode der Leistungsdiode durch Positionieren des Magnetfeldsensors 104 in unmittelbarer Nähe zu dem Anoden- oder Kathodenstrompfad der Vorrichtung genau gemessen werden. Selbst wenn das Signal, das durch den Magnetfeldsensor 104 erzeugt wird, nichtlinear ist, kann es korrigiert werden, z. B. mit einer Mikrosteuereinheit.For example, in the case of a power MOSFET chip, current flow through the source or drain of the power MOSFET may be accomplished by positioning the magnetic field sensor 104 be accurately measured in close proximity to the source or drain current path of the device. In the case of an IGBT chip, the current flow through the Emitter or collector of the IGBT by positioning the magnetic field sensor 104 be accurately measured in close proximity to the emitter or collector current path of the device. In the case of a power diode chip, the current flow through the anode or cathode of the power diode may be determined by positioning the magnetic field sensor 104 be accurately measured in close proximity to the anode or cathode current path of the device. Even if the signal generated by the magnetic field sensor 104 is generated, is nonlinear, it can be corrected, for. B. with a microcontroller.

In einigen Anwendungen kann der Magnetfeldsensor 104 mit einer signifikant niedrigeren Spannung versorgt werden oder Signale an einer signifikant niedrigeren Spannung führen (z. B. 5 V) im Vergleich zu dem Halbleiterchip 102 (z. B. 500 V, 1000 V oder sogar höher). Für diese Anwendungen kann der Magnetfeldsensor 104 von der Metallklemme 106 und deshalb von dem Halbleiterchip 102 galvanisch isoliert sein. In einer Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor 104 von der Metallklemme 106 durch einen Abstandshalter 108 beabstandet. Der Abstandshalter 108 kann elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend sein. Beispielsweise kann der Abstandshalter 108 ein leitfähiges Klebemittel, Sintermaterial, Lötmetall usw. für Anwendungen im niedrigen bis mittleren Spannungsbereich (z. B. bis zu 500 V) sein. In einem weiteren Beispiel kann das Material des Abstandshalters 108 so gewählt sein, um galvanische Isolierung bereitzustellen. Ein leitfähiges Klebemittel kann als der Abstandshalter 108 in dem Fall verwendet werden, wenn die Klemmenspannung und die Mikrosteuereinheit keine Spannungsdifferenz aufweisen oder die Spannungsspitzen auf der Klemme 106 durch andere Komponenten blockiert sind. Andernfalls stellt der Abstandshalter 108 galvanische Isolierung z. B. mit nichtleitendem Klebstoff bereit. Die Dicke des Klebstoffs beeinflusst die Reaktion des Magnetfeldsensors 104 und das Niveau der galvanischen Isolierung. Material und Abmessungen des Abstandshalters können ausgewählt sein, um den kleinsten detektierten Strom, größten detektierten Strom und Niveau der galvanischen Isolierung zu optimieren.In some applications, the magnetic field sensor 104 be supplied with a significantly lower voltage or carry signals at a significantly lower voltage (eg, 5 V) compared to the semiconductor chip 102 (eg 500 V, 1000 V or even higher). For these applications, the magnetic field sensor 104 from the metal clamp 106 and therefore from the semiconductor chip 102 be galvanically isolated. In one embodiment, the magnetic field sensor is 104 from the metal clamp 106 through a spacer 108 spaced. The spacer 108 may be electrically conductive or electrically insulating. For example, the spacer 108 a conductive adhesive, sintered material, solder, etc. for applications in the low to medium voltage range (eg up to 500 V). In another example, the material of the spacer 108 be chosen so as to provide galvanic isolation. A conductive adhesive can be used as the spacer 108 be used in the case when the terminal voltage and the microcontroller have no voltage difference or the voltage spikes on the terminal 106 are blocked by other components. Otherwise, the spacer sets 108 galvanic isolation z. B. with non-conductive adhesive ready. The thickness of the adhesive affects the response of the magnetic field sensor 104 and the level of galvanic isolation. Spacer material and dimensions may be selected to optimize the smallest detected current, largest detected current, and level of galvanic isolation.

Die Dicke des Abstandshalters 108 kann so gewählt sein, dass die Stärke des Magnetfelds, das in den Magnetfeldsensor 104 eintritt, auf ein nicht zerstörendes Niveau reduziert ist. Ein relativ dicker Abstandshalter ist insbesondere für Anwendungen mit hohem Strom vorteilhaft. In einer Ausführungsform ist der Abstandshalter 108 ein Halbleiterchip wie z. B. ein Siliziumchip, der zwischen den Magnetfeldsensor 104 und die Metallklemme 106 eingeschoben ist. In anderen Ausführungsformen kann der Abstandshalter 108 ein/e Polymer, Keramik, nichtleitendes Klebemittel, nichtleitende Folie oder irgendein anderes ein- oder mehrschichtiges Material sein, das den Magnetfeldsensor 104 von der Metallklemme 106 trennt. Alternativ kann der Magnetfeldsensor 104 direkt an der Metallklemme 106 angebracht sein, z. B. durch Löten, falls der Sensor 104 eine lötfähige Rückseite aufweist, oder durch ein elektrisch nichtleitendes Klebemittel.The thickness of the spacer 108 can be chosen so that the strength of the magnetic field, which in the magnetic field sensor 104 is reduced to a non-destructive level. A relatively thick spacer is particularly advantageous for high current applications. In one embodiment, the spacer is 108 a semiconductor chip such. As a silicon chip, between the magnetic field sensor 104 and the metal clamp 106 is inserted. In other embodiments, the spacer may be 108 a polymer, ceramic, non-conductive adhesive, non-conductive foil, or any other single or multi-layered material containing the magnetic field sensor 104 from the metal clamp 106 separates. Alternatively, the magnetic field sensor 104 directly on the metal clamp 106 be appropriate, for. B. by soldering, if the sensor 104 has a solderable back, or by an electrically non-conductive adhesive.

Elektrische Verbindungen mit dem Magnetfeldsensor können durch elektrische Leiter 110 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw., die an einem Ende an dem Magnetfeldsensor 104 und an dem gegenüberliegenden Ende an einer oder mehreren der Leitungen 100 der Baugruppe angebracht sind, hergestellt werden. Ein zusätzlicher elektrischer Leiter 112 verbindet eine getrennte Kontaktstelle 114 auf der Oberseite des Halbleiterchips 102 elektrisch mit einer entsprechenden Leitung 100-2 der Baugruppe, z. B. um eine Gate-Verbindung für einen Transistorchip zu bilden. Die Metallklemme 106 kann die Drain-(MOSFET) oder Kollektor-(IGBT)Verbindung in dem Fall eines Leistungstransistors oder die Anoden- oder Kathoden-Verbindung in dem Fall einer Leistungsdiode bereitstellen. Eine elektrische Verbindung zu der Rückseite des Halbleiterchips 102 ist durch die Leitung 100-1 der Baugruppe, die an dieser Seite des Chips 102 angebracht ist, bereitgestellt. Diese elektrische Verbindung kann die Source-(MOSFET) oder Emitter-(IGBT)Verbindung in dem Fall eines Leistungstransistors oder die Kathoden- oder Anoden-Verbindung in dem Fall einer Leistungsdiode sein.Electrical connections to the magnetic field sensor can be made by electrical conductors 110 such as As wire bonds, wire bands, etc., at one end to the magnetic field sensor 104 and at the opposite end on one or more of the conduits 100 the assembly are mounted. An additional electrical conductor 112 connects a separate contact point 114 on top of the semiconductor chip 102 electrically with a corresponding line 100-2 the assembly, z. B. to form a gate connection for a transistor chip. The metal clamp 106 For example, in the case of a power transistor, the drain (MOSFET) or collector (IGBT) connection may provide in the case of a power transistor or the anode or cathode connection in the case of a power diode. An electrical connection to the back of the semiconductor chip 102 is through the line 100-1 the assembly attached to this side of the chip 102 attached, provided. This electrical connection may be the source (MOSFET) or emitter (IGBT) connection in the case of a power transistor or the cathode or anode connection in the case of a power diode.

Die Halbleiterbaugruppe kann gegossen oder eingekapselt sein mit einem nichtleitenden Material 117 wie z. B. einer Gussmasse, einem Klebemittel, Silikon, Silikongel, usw. Das nichtleitende Material 117 ist in 1A zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt. Zusätzlich zu der Zuverlässigkeit, die durch ein solches Guss/Einkapselungsmittel 117 bereitgestellt ist, stellen die dielektrischen Eigenschaften des Guss/Einkapselungsmittels 117 auch gute elektrische Isolation zwischen dem Sensor 104, der an einer relativ niedrigen Spannung (z. B. 5 V) arbeitet, und dem Halbleiterchip 102, der an einer relativ hohen Spannung (z. B. mehreren hundert oder tausend Volt) arbeitet, bereit.The semiconductor package may be cast or encapsulated with a non-conductive material 117 such as As a casting, an adhesive, silicone, silicone gel, etc. The non-conductive material 117 is in 1A not shown for simplicity of illustration. In addition to the reliability provided by such a casting / encapsulant 117 provided provide the dielectric properties of the casting / encapsulant 117 also good electrical insulation between the sensor 104 which operates at a relatively low voltage (eg, 5V) and the semiconductor chip 102 that is operating at a relatively high voltage (eg several hundred or one thousand volts).

2 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer zweiten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 2 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu sind jedoch andere, passive Komponenten 118 wie z. B. Widerstände und/oder Kondensatoren, die einen Teil der Abfühlschaltung umfassen, die den Magnetfeldsensor 104 enthält, ebenfalls in dieselbe Baugruppe wie der Sensor 104 und der Halbleiterchip 102 integriert. Die passiven Komponenten 118 sind an unterschiedliche der Leitungen 100 der Baugruppe angeschlossen. Elektrische Leiter 110 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. verbinden die passiven Komponenten 118 mit dem Magnetfeldsensor 104 elektrisch. 2 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a second embodiment of the semiconductor device 2 The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, are other passive components 118 such as B. resistors and / or capacitors, which comprise a part of the sensing circuit, the magnetic field sensor 104 contains, also in the same assembly as the sensor 104 and the semiconductor chip 102 integrated. The passive components 118 are on different lines 100 connected to the module. Electric conductors 110 such as B. wire bonds, wire bands, etc. connect the passive components 118 with the magnetic field sensor 104 electric.

3 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer dritten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 3 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch eine Logikvorrichtung 120 zum Steuern des Magnetfeldsensors 104 an derselben Metallklemme 106 angebracht, auf der der Sensor 104 angeordnet ist. Irgendeine Standard-Logikvorrichtung wie z. B. eine Mikrosteuereinheit, ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) usw., die zum Steuern der Operation des Magnetfeldsensors 104 imstande ist, kann verwendet werden. Elektrische Leiter 110 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. verbinden die Logikvorrichtung 120 mit einer oder mehreren Leitungen der Baugruppe elektrisch, um elektrische Verbindungen mit der Logikvorrichtung 120 bereitzustellen. Zusätzliche elektrische Leiter 122 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. verbinden die Logikvorrichtung 120 elektrisch mit dem Magnetfeldsensor 104. 3 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a third embodiment of the semiconductor package 3 The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, is a logic device 120 for controlling the magnetic field sensor 104 on the same metal clamp 106 attached, on which the sensor 104 is arranged. Any standard logic device such. A microcontroller, ASIC (application specific integrated circuit), etc. used to control the operation of the magnetic field sensor 104 can be used. Electric conductors 110 such as As wire bonds, wire bands, etc. connect the logic device 120 with one or more leads of the assembly electrically to make electrical connections to the logic device 120 provide. Additional electrical conductors 122 such as As wire bonds, wire bands, etc. connect the logic device 120 electrically with the magnetic field sensor 104 ,

4 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer vierten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 4 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 3 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu sind jedoch andere, passive Komponenten 118 wie z. B. Widerstände und/oder Kondensatoren, die einen Teil der Abfühlschaltung umfassen, die die Logikvorrichtung 120 und den Magnetfeldsensor 104 enthält, auch in dieselbe Baugruppe wie der Sensor 104, die Logikvorrichtung 120 und der Halbleiterchip 102 integriert. Die passiven Komponenten 118 sind an unterschiedlichen der Leitungen 100 der Baugruppe angeschlossen. Elektrische Leiter 110 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. verbinden die passiven Komponenten 118 elektrisch mit der Logikvorrichtung 120 und/oder dem Magnetfeldsensor 104. So sind die passiven Komponenten 118 mit dem Magnetfeldsensor 104 und der Logikvorrichtung 120 elektrisch verbunden, um die gewünschte Abfühlschaltung zu bilden. 4 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fourth embodiment of the semiconductor device 4 The embodiment shown is similar to that in FIG 3 shown embodiment. In contrast, however, are other passive components 118 such as B. resistors and / or capacitors, which comprise a part of the sensing circuit, the logic device 120 and the magnetic field sensor 104 contains, even in the same assembly as the sensor 104 , the logic device 120 and the semiconductor chip 102 integrated. The passive components 118 are on different lines 100 connected to the module. Electric conductors 110 such as As wire bonds, wire bands, etc. connect the passive components 118 electrically with the logic device 120 and / or the magnetic field sensor 104 , So are the passive components 118 with the magnetic field sensor 104 and the logic device 120 electrically connected to form the desired sensing circuit.

5 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer fünften Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 5 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu weist jedoch die Metallklemme 106 einen konisch zulaufenden Bereich 124 auf, für den die Breite der Metallklemme 106 auf weniger als die oder auf die gleiche Breite des Magnetfeldsensors 104 reduziert ist und der Sensor 104 über dem konisch zulaufenden Bereich 124 positioniert ist. Der konisch zulaufende Bereich 124 ist zwischen den breiteren gegenüberliegenden Endbereichen 126, 128 der Metallklemme 106 eingefügt. Der Abschnitt des konisch zulaufenden Bereichs 124, der unter dem Magnetfeldsensor 104 angeordnet ist und eine schmalere Breite aufweist als der Sensor 104, ist in 5 in gestrichelten Linien gezeigt, da dieser Teil des konisch zulaufenden Bereichs 124 durch den Magnetfeldsensor 104 bedeckt und somit nicht sichtbar ist. 5 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fifth embodiment of the semiconductor device 5 The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, the metal clamp 106 a tapered area 124 on, for which the width of the metal clamp 106 to less than or equal to the width of the magnetic field sensor 104 is reduced and the sensor 104 over the tapered area 124 is positioned. The tapered area 124 is between the wider opposite end areas 126 . 128 the metal clamp 106 inserted. The section of the tapered area 124 under the magnetic field sensor 104 is arranged and has a narrower width than the sensor 104 , is in 5 shown in dashed lines, as this part of the tapered region 124 through the magnetic field sensor 104 covered and therefore not visible.

6 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer sechsten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 6 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 5 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu enthält die Metallklemme 106 ferner seitliche Zweige 130, 132, die sich parallel zu dem konisch zulaufenden Bereich 124 zwischen den gegenüberliegenden Endbereichen 126, 128 erstrecken. Die seitlichen Zweige 130, 132 sind von dem konisch zulaufenden Bereich 124 beabstandet und nicht von dem Magnetfeldsensor 104 bedeckt. Das Hinzufügen der seitlichen Zweige 130, 132 ermöglicht, dass die Metallklemme 106 mehr Strom handhaben kann als die Klemmenkonfiguration, die in 5 dargestellt ist. Es können jedoch mehr zusätzlicher Kalibrierungsaufwand und Versatzwerte benötigt werden, da nicht der gesamte Strompfad unter dem Magnetfeldsensor 104 verläuft. Somit repräsentiert das Magnetfeld, das durch den Magnetfeldsensor 104 abgefühlt wird, nicht den gesamten Strom, der durch den Pfad fließt, sondern stattdessen nur den Teil des Stroms, der unter dem Sensor 104 fließt. 6 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a sixth embodiment of the semiconductor device 6 The embodiment shown is similar to that in FIG 5 shown embodiment. In contrast, the metal clamp contains 106 furthermore lateral branches 130 . 132 extending parallel to the tapered area 124 between the opposite end regions 126 . 128 extend. The lateral branches 130 . 132 are from the tapered area 124 spaced apart and not from the magnetic field sensor 104 covered. Adding the side branches 130 . 132 allows the metal clamp 106 handle more current than the terminal configuration used in 5 is shown. However, more additional calibration effort and offset values may be needed because not the entire current path under the magnetic field sensor 104 runs. Thus, the magnetic field represented by the magnetic field sensor 104 not all of the current flowing through the path, but instead only the portion of the current under the sensor 104 flows.

7 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer siebten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 7 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch der Magnetfeldsensor 104 auf einer Leitung 100-3 der Baugruppe angeordnet, die von der Leitung 100-1 verschieden ist, an der der Halbleiterchip 102 angebracht ist. Die Leitung 100-3, auf der der Magnetfeldsensor 104 angeordnet ist, stellt eine elektrische Verbindung mit dem Halbleiterchip 102 durch einen oder mehrere elektrische Leiter 134 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder, usw., bereit. Einer oder mehrere dieser elektrischen Leiter 134 sind zwischen den Halbleiterchip 102 und den Magnetfeldsensor 104 eingeschoben. Der Magnetfeldsensor 104 arbeitet, um das Magnetfeld abzufühlen, das durch den Strom produziert wird, der in dem Strompfad fließt, der durch die Leitung 100-3, auf der der Magnetfeldsensor 104 angeordnet ist, und jeden elektrischen Leiter 134, der mit dieser Leitung 100-3 verbunden ist und zwischen den Halbleiterchip 102 und den Magnetfeldsensor 104 eingeschoben ist, fließt. 7 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a seventh embodiment of the semiconductor device 7 The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, is the magnetic field sensor 104 on a wire 100-3 the assembly arranged by the line 100-1 is different, on which the semiconductor chip 102 is appropriate. The administration 100-3 on which the magnetic field sensor 104 is arranged, provides an electrical connection with the semiconductor chip 102 through one or more electrical conductors 134 such as As wire bonds, wire bands, etc., ready. One or more of these electrical conductors 134 are between the semiconductor chip 102 and the magnetic field sensor 104 inserted. The magnetic field sensor 104 operates to sense the magnetic field produced by the current flowing in the current path through the line 100-3 on which the magnetic field sensor 104 is arranged, and every electrical conductor 134 who with this lead 100-3 is connected and between the semiconductor chip 102 and the magnetic field sensor 104 is inserted, flows.

8 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer achten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 8 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 7 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch die elektrische Verbindung zwischen der Leitung 100-3, auf der der Magnetfeldsensor 104 angeordnet ist, und dem Halbleiterchip 102 durch eine Metallklemme 106 anstelle der Drahtbonds oder Bänder bereitgestellt. Der Magnetfeldsensor 104 arbeitet, um das Magnetfeld abzufühlen, das durch den Strom produziert wird, der in dem Strompfad, der durch die Leitung 100-3, auf der der Magnetfeldsensor 104 angeordnet ist, und die Metallklemme 106, die diese Leitung 100-3 mit dem Halbleiterchip 102 verbindet, fließt. 8th FIG. 12 illustrates a top-down plan view of an eighth embodiment of the semiconductor device 8th The embodiment shown is similar to that in FIG 7 shown embodiment. In contrast, however, is the electrical connection between the line 100-3 on which the magnetic field sensor 104 is arranged, and the semiconductor chip 102 through a metal clamp 106 instead of the wire bonds or bands provided. The magnetic field sensor 104 works to sense the magnetic field produced by the current flowing in the current path through the wire 100-3 on which the magnetic field sensor 104 is arranged, and the metal clamp 106 that this line 100-3 with the semiconductor chip 102 connects, flows.

9A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer neunten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar, und 9B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit B-B' gekennzeichneten Linie in 9A dar. Die in 9A und 9B gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch der Magnetfeldsensor 104 unter einer Metallklemme 106 angeordnet, die eine der Leitungen 100-3 der Baugruppe mit dem Halbleiterchip 102 elektrisch verbindet. Der Magnetfeldsensor 104 ist in 9A als ein gestrichelter Kasten gezeigt, weil der Sensor 104 in dieser Ansicht durch die Metallklemme 106 bedeckt ist. Eine oder mehrere der Leitungen 100 der Baugruppe erstrecken sich unter der Metallklemme 106, um elektrische Verbindungen an der Rückseite 103 des Magnetfeldsensors 104 bereitzustellen. Mechanischer Kontakt zwischen der Oberseite 105 des Magnetfeldsensors 104 und der darüber liegenden Metallklemme 106 ist nicht notwendig, weil der Sensor 104 durch eine oder mehrere der darunter liegenden Leitung(en) 100 der Baugruppe getragen wird. Die Oberseite 105 des Magnetfeldsensors 104 kann von der darüber liegenden Metallklemme 106 galvanisch isoliert sein, z. B. durch einen Luftspalt 136. Zusätzlich oder alternativ kann ein Abstandshalter (in 9B nicht gezeigt) den Magnetfeldsensor 104 von der Metallklemme 106 trennen, wie z. B. in 1B gezeigt. Beispielsweise kann der Spalt 136 mit einer Art Polymer wie z. B. Gussmasse, nicht leitendem Klebemittel oder nicht leitender Folie/Klebeband gefüllt sein. Alternativ kann ein leitfähiges Material den Spalt 136 zwischen dem Sensor 104 und der darüber liegenden Metallklemme 106 im Fall von Niederspannungsvorrichtungen füllen. Anders als 1B wäre der Abstandshalter zwischen der Oberseite 105 des Magnetfeldsensors 104 und der darüber liegenden Metallklemme 106 eingeschoben. 9A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a ninth embodiment of the semiconductor device, and FIG 9B provides a cross-sectional view of the assembly along the line marked BB 'in FIG 9A The in 9A and 9B The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, is the magnetic field sensor 104 under a metal clamp 106 arranged, which is one of the lines 100-3 the module with the semiconductor chip 102 connects electrically. The magnetic field sensor 104 is in 9A shown as a dashed box because of the sensor 104 in this view through the metal clamp 106 is covered. One or more of the lines 100 of the assembly extend under the metal clamp 106 to make electrical connections at the back 103 of the magnetic field sensor 104 provide. Mechanical contact between the top 105 of the magnetic field sensor 104 and the overlying metal clamp 106 is not necessary because of the sensor 104 through one or more of the underlying pipe (s) 100 the assembly is worn. The top 105 of the magnetic field sensor 104 can from the overlying metal clamp 106 be galvanically isolated, for. B. by an air gap 136 , Additionally or alternatively, a spacer (in 9B not shown) the magnetic field sensor 104 from the metal clamp 106 disconnect, such as In 1B shown. For example, the gap 136 with a kind of polymer such. As casting material, non-conductive adhesive or non-conductive foil / tape to be filled. Alternatively, a conductive material may be the gap 136 between the sensor 104 and the overlying metal clamp 106 in the case of low voltage devices. Different to 1B would be the spacer between the top 105 of the magnetic field sensor 104 and the overlying metal clamp 106 inserted.

10 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer zehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 10 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 7 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu weist jedoch der Magnetfeldsensor 104 eine Öffnung 138 auf, die sich durch den Sensor 104 erstreckt. Verschiedene Halbleitertechnologien ermöglichen ohne Weiteres die Bildung solch einer Öffnung 138, z. B. durch Maskieren und chemische Ätzprozesse, Laserbohrprozesse usw., und deshalb ist in dieser Hinsicht keine weitere Erläuterung bereitgestellt. Wenigstens ein elektrischer Leiter 134-1 ist an der Leitung 100-3, auf der der Magnetfeldsensor 104 angeordnet ist, durch die Öffnung 138 in dem Sensor 104 angebracht. Das andere Ende dieser Leitung 134-1 ist an dem Halbleiterchip 102 angebracht, um die entsprechende elektrische Verbindung zu vervollständigen. Der Magnetfeldsensor 104 arbeitet, um das Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom produziert wird, der in dem Strompfad fließt, der durch die Leitung 100-3, auf der der Magnetfeldsensor 104 angeordnet ist, und den elektrischen Leiter 134-1, der an dieser Leitung 100-3 durch die Öffnung 138 in dem Magnetfeldsensor 104 angebracht ist, fließt. 10 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a tenth embodiment of the semiconductor device 10 The embodiment shown is similar to that in FIG 7 shown embodiment. In contrast, however, the magnetic field sensor 104 an opening 138 on, passing through the sensor 104 extends. Various semiconductor technologies readily allow the formation of such an opening 138 , z. By masking and chemical etching processes, laser drilling processes, etc., and therefore no further explanation is provided in this regard. At least one electrical conductor 134-1 is on the line 100-3 on which the magnetic field sensor 104 is arranged through the opening 138 in the sensor 104 appropriate. The other end of this line 134-1 is on the semiconductor chip 102 attached to complete the corresponding electrical connection. The magnetic field sensor 104 operates to sense the magnetic field produced by current flowing in the current path through the line 100-3 on which the magnetic field sensor 104 is arranged, and the electrical conductor 134-1 who is on this line 100-3 through the opening 138 in the magnetic field sensor 104 is attached, flows.

11A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer elften Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar, und 11B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit C-C' gekennzeichneten Linie in 11A dar. Die in 11A und 11B gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch der Magnetfeldsensor 104 in demselben Chip 102 wie die Leistungshalbleitervorrichtung(en) 140 eingebettet. Der Chip 102 enthält einen Halbleiterkörper 140, der Si oder einen Verbindungshalbleiter wie z. B. SiC, GaAs, GaN, usw. umfasst. Die Leistungsvorrichtung(en) 138 sind in dem Halbleiterkörper 140 gebildet. Der Magnetfeldsensor 104 ist in demselben Halbleiterkörper 140 wie die Leistungsvorrichtung(en) 138 angeordnet, jedoch von den Leistungsvorrichtung(en) 138 galvanisch isoliert. Die galvanische Isolierung kann in den Halbleiterkörper 140 oder als Teil einer Bondleitung mit der darunter liegenden Leitung 100-1 der Baugruppe integriert sein. In jedem Fall ist der Stromflusspfad in die Leistungsvorrichtung(en) 138 und aus den Leistungsvorrichtung(en) 138 zu einer PCB, einem Keramiksubstrat usw. (nicht gezeigt) in 11B durch eine Reihe von Pfeilen dargestellt. Wie in 11B gezeigt ist, breitet sich einiger Strom unter dem Magnetfeldsensor 104 in der Leitung 100-1 aus, an der der Chip 102 angebracht ist. Das Magnetfeld, das durch den Strom produziert wird, der in diesem Teil der Leitung 100-1 fließt, wird durch den integrierten Magnetfeldsensor 104 abgefühlt. Die Höhe des entsprechenden Signals, das durch den Sensor 104 produziert wird, ist proportional der Strommenge, die in diesem Teil des Strompfads fließt. Die Metallklemme 106, die in 11A gezeigt ist, kann durch einen anderen Typ eines elektrischen Leiters wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. ersetzt sein. 11A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of an eleventh embodiment of the semiconductor device, and FIG 11B provides a cross-sectional view of the assembly along the CC 'marked line in 11A The in 11A and 11B The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, is the magnetic field sensor 104 in the same chip 102 like the power semiconductor device (s) 140 embedded. The chip 102 contains a semiconductor body 140 containing Si or a compound semiconductor such as. SiC, GaAs, GaN, etc. The performance device (s) 138 are in the semiconductor body 140 educated. The magnetic field sensor 104 is in the same semiconductor body 140 like the performance device (s) 138 but arranged by the power device (s) 138 galvanically isolated. The galvanic isolation can be in the semiconductor body 140 or as part of a bond line with the underlying line 100-1 be integrated in the assembly. In any case, the current flow path into the power device (s) 138 and from the power device (s) 138 to a PCB, a ceramic substrate, etc. (not shown) in FIG 11B represented by a series of arrows. As in 11B As shown, some current spreads under the magnetic field sensor 104 in the pipe 100-1 from where the chip 102 is appropriate. The magnetic field produced by the current flowing in this part of the pipe 100-1 flows through the integrated magnetic field sensor 104 sensed. The height of the corresponding signal through the sensor 104 is proportional to the amount of current flowing in this part of the current path. The metal clamp 106 , in the 11A can be shown by another type of electrical conductor such. As wire bonds, wire bands, etc. be replaced.

12 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer zwölften Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 12 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 7 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist der Magnetfeldsensor 104 jedoch auf einer dritten Leitung 100-10 angeordnet. Eine erste Gruppe 144 aus einem oder mehreren elektrischen Leitern wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. weist jeweils ein erstes Ende, das an einer zweiten Leitung 100-3 angebracht ist, und ein zweites Ende, das an der dritten Leitung 100-10 angebracht ist, auf. Eine zweite Gruppe 146 aus einem oder mehreren elektrischen Leitern wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. weist jeweils ein erstes Ende, das an der dritten Leitung 100-10 angebracht ist, und ein zweites Ende, das an dem Halbleiterchip 102 angebracht ist, der an einer ersten Leitung 100-1 angebracht ist, auf. Der Magnetfeldsensor 104 ist zwischen der ersten Gruppe 144 und der zweiten Gruppe 146 aus einem oder mehreren elektrischen Leitern eingeschoben und fühlt das Magnetfeld ab, das durch den Strom produziert wird, der aus der ersten Gruppe 144 aus einer oder mehreren elektrischen Leitern zu der zweiten Gruppe 146 aus einem oder mehreren elektrischen Leitern durch die dritte Leitung 100-10 fließt. 12 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a twelfth embodiment of the semiconductor device 12 The embodiment shown is similar to that in FIG 7 shown embodiment. In contrast to this is the magnetic field sensor 104 however on a third line 100-10 arranged. A first group 144 from one or more electrical conductors such. B. wire bonds, wire bands, etc., each has a first end connected to a second line 100-3 is attached, and a second end, attached to the third line 100-10 is attached, on. A second group 146 from one or more electrical conductors such. As wire bonds, wire bands, etc., each has a first end, which on the third line 100-10 is mounted, and a second end attached to the semiconductor chip 102 attached to a first line 100-1 is attached, on. The magnetic field sensor 104 is between the first group 144 and the second group 146 inserted from one or more electrical conductors and senses the magnetic field produced by the current coming from the first group 144 from one or more electrical conductors to the second group 146 from one or more electrical conductors through the third conduit 100-10 flows.

13A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer dreizehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar, und 13B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit D-D' gekennzeichneten Linie in 13A dar. Die in 13A und 13B gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch der Magnetfeldsensor 104 auf dem Halbleiterchip 102 anstatt der Metallklemme 106, die die entsprechende Leitung 100-3 der Baugruppe mit dem Halbleiterchip 102 elektrisch verbindet, angeordnet. Der Magnetfeldsensor 104 ist von dem Halbleiterchip 102 galvanisch isoliert. In einer Ausführungsform trennt ein Abstandshalter 108 den Magnetfeldsensor 104 von dem Halbleiterchip 102. Der Abstandshalter 108 kann sowohl galvanische Isolierung als auch Magnetfeldreduktion an dem Sensor 104 bereitstellen, wie hier vorstehend beschrieben. 13A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a thirteenth embodiment of the semiconductor device, and FIG 13B FIG. 12 illustrates a cross-sectional view of the assembly along the line labeled DD 'in FIG 13A The in 13A and 13B The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, is the magnetic field sensor 104 on the semiconductor chip 102 instead of the metal clamp 106 that the appropriate line 100-3 the module with the semiconductor chip 102 electrically connects, arranged. The magnetic field sensor 104 is from the semiconductor chip 102 galvanically isolated. In one embodiment, a spacer separates 108 the magnetic field sensor 104 from the semiconductor chip 102 , The spacer 108 can provide both galvanic isolation and magnetic field reduction on the sensor 104 provide as described hereinabove.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen positionieren den Magnetfeldsensor so, dass die interessierende Magnetfeldstärke in nur einer Richtung gemessen wird. Mit einer solchen Sensorkonfiguration muss zusätzliche Signalverarbeitung ausgeführt werden, um den Einfluss von magnetischen Streufeldern wie z. B. des Erdmagnetfelds auf die Messergebnisse zu unterdrücken. Dementsprechend können Strommessungsinformationen, die aus der Sensorausgabe abgeleitet werden, Beiträge enthalten, die auf magnetische Streufelder zurückzuführen sind, die auf den Magnetfeldsensor treffen, was die Strommessungsinformationen weniger genau macht, falls sie nicht weiter verarbeitet werden, um diese Beiträge aufzuheben. Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen verwenden ein Differenzmessverfahren, wobei der Magnetfeldsensor wenigstens zwei Magnetfeldsensorkomponenten umfasst, die so positioniert sind, dass das interessierende Magnetfeld auf die Magnetfeldsensorkomponenten in unterschiedlichen Richtungen trifft, was es ermöglicht, den Einfluss des magnetischen Streufelds wie z. B. des Erdmagnetfelds auf die Messergebnisse einfacher zu unterdrücken.The embodiments described above position the magnetic field sensor such that the magnetic field strength of interest is measured in only one direction. With such a sensor configuration, additional signal processing must be performed in order to reduce the influence of stray magnetic fields such. B. of the earth's magnetic field to suppress the measurement results. Accordingly, current sense information derived from the sensor output may include contributions due to stray magnetic fields striking the magnetic field sensor, making the current sense information less accurate, if not further processed, to cancel these contributions. The embodiments described below use a differential measurement method, wherein the magnetic field sensor comprises at least two magnetic field sensor components positioned so that the magnetic field of interest strikes the magnetic field sensor components in different directions, making it possible to reduce the influence of the stray magnetic field such as e.g. B. the earth's magnetic field easier to suppress the measurement results.

Die Höhe des Signals, das durch jede Magnetfeldsensorkomponente erzeugt wird, ist proportional der Strommenge, die in dem Strompfad fließt, und gibt den Stromverbrauch des Halbleiterchips und/oder die Temperatur der Baugruppe an. Beispielsweise in dem Fall eines Hall-Sensors können wenigstens zwei Wandler so positioniert sein, dass das interessierende Magnetfeld (vertikal) auf die Wandler in unterschiedlichen vertikalen Richtungen trifft. Jeder Wandler variiert seine Ausgangsspannung in Reaktion auf das Magnetfeld. In dem Fall von magnetoresistiven Sensorkomponenten (XMR-Sensorkomponenten) wie z. B. anisotropen magnetoresistiven Sensorkomponenten (AMR-Sensorkomponenten), riesenmagnetoresistiven Sensorkomponenten (GMR-Sensorkomponenten) oder tunnelmagnetoresistiven Sensorkomponenten (TMR-Sensorkomponenten) ändert sich der elektrische Widerstand eines Metalls, Halbmetalls oder Halbleiters, das/der in den XMR-Magnetfeldsensorkomponenten enthalten ist, unter dem Einfluss des Magnetfelds, das (seitlich) auf die XMR-Sensorkomponenten in unterschiedlichen seitlichen Richtungen trifft.The magnitude of the signal generated by each magnetic field sensor component is proportional to the amount of current flowing in the current path and indicates the power consumption of the semiconductor chip and / or the temperature of the assembly. For example, in the case of a Hall sensor, at least two transducers may be positioned so that the magnetic field of interest (vertically) strikes the transducers in different vertical directions. Each transducer varies its output voltage in response to the magnetic field. In the case of magnetoresistive sensor components (XMR sensor components) such as. Anisotropic magnetoresistive (AMR) sensor components, giant magnetoresistive sensor (GMR) sensor components, or tunneling magnetoresistive (TMR) sensor components, the electrical resistance of a metal, semi-metal, or semiconductor contained in the XMR magnetic field sensor components changes the influence of the magnetic field that strikes (laterally) the XMR sensor components in different lateral directions.

Die Orientierung und Konfiguration der Magnetfeldsensorkomponenten können gemäß dem Typ des eingesetzten Magnetfeldsensors variieren. Beispielsweise können die Magnetfeldsensorkomponenten eindimensionale XMR- oder Hall-Vorrichtungen sein, wobei sie nur die Magnetfeldstärke messen, oder können dreidimensionale Vorrichtungen sein, die auch ein elektrisches Signal ausgeben, das proportional einem Abstand zwischen dem Strompfad und der dreidimensionalen Magnetfeld-Abfühlkomponente ist. In jedem Fall ist die Höhe des Signals, das durch jede Magnetfeldsensorkomponente erzeugt wird, proportional der Strommenge, die in dem Strompfad des Halbleiterchips fließt. Die Magnetfeldsensorkomponenten sind jedoch so positioniert, dass das interessierende Magnetfeld auf die Magnetfeldsensorkomponenten in unterschiedlichen Richtungen trifft, was ermöglicht, dass der Einfluss von magnetischen Streufeldern wie z. B. des Erdfelds unterdrückt wird, z. B. durch Verwenden der Differenz der elektrischen Signalausgaben der Sensorkomponente. So können der Stromfluss durch den Halbleiterchip und die Temperatur innerhalb der Baugruppe genauer gemessen werden.The orientation and configuration of the magnetic field sensor components may vary according to the type of magnetic field sensor employed. For example, the magnetic field sensor components may be one-dimensional XMR or Hall devices, measuring only the magnetic field strength, or may be three-dimensional devices that also output an electrical signal that is proportional to a distance between the current path and the three-dimensional magnetic field sensing component. In any case, the magnitude of the signal generated by each magnetic field sensor component is proportional to the amount of current flowing in the current path of the semiconductor chip. However, the magnetic field sensor components are positioned so that the magnetic field of interest strikes the magnetic field sensor components in different directions, which allows the influence of stray magnetic fields such. B. of the earth field is suppressed, z. By using the difference of the electrical signal outputs of the sensor component. Thus, the current flow through the semiconductor chip and the temperature within the assembly can be measured more accurately.

14A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer vierzehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar, und 14B stellt eine Querschnittsansicht der Baugruppe entlang der mit E-E' gekennzeichneten Linie in 14A dar. Die in 14A und 14B gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 1A und 1B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu umfasst jedoch der Magnetfeldsensor 104 eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a und eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b. Die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ist durch die Metallklemme 106 bedeckt und deshalb in 14A nicht zu sehen. 14A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fourteenth embodiment of the semiconductor device, and FIG 14B FIG. 12 illustrates a cross-sectional view of the assembly along the line labeled EE 'in FIG 14A The in 14A and 14B The embodiment shown is similar to that in FIGS 1A and 1B shown embodiment. In contrast, however, includes the magnetic field sensor 104 a first magnetic field sensing component 104a and a second magnetic field sensing component 104b , The second magnetic field sensing component 104b is through the metal clamp 106 covered and therefore in 14A not to be seen.

Die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a ist benachbart der Oberseite der Metallklemme 106 und von dem Strompfad galvanisch isoliert. Die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ist benachbart der Unterseite der Metallklemme 106 und ebenfalls von dem Strompfad galvanisch isoliert. Die erste und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a, 104b des Magnetfeldsensors 104 sind gemäß dieser Ausführungsform in getrennten Halbleiterchips angeordnet, weil die Sensorkomponenten 104a, 104b benachbart entgegengesetzten Seiten derselben Metallklemme 106 sind. In einer Ausführungsform trennt ein Abstandshalter 108a, 108b jede Magnetfeldsensorkomponente 104a, 104b von der Metallklemme 106. Der Abstandshalter 108 kann sowohl galvanische Isolierung als auch Magnetfeldreduktion an jeder Sensorkomponente 104a, 104b bereitstellen, wie hier vorstehend beschrieben. Die Metallklemme 106 verbindet eine Leitung 100-3 der Halbleiterbaugruppe mit einem Anschluss (z. B. Emitter- oder Source-Anschluss) des Halbleiterchips 102.The first magnetic field sensing component 104a is adjacent to the top of the metal clamp 106 and galvanically isolated from the current path. The second magnetic field sensing component 104b is adjacent to the bottom of the metal clamp 106 and also galvanically isolated from the current path. The first and second magnetic field sensing components 104a . 104b of the magnetic field sensor 104 are arranged according to this embodiment in separate semiconductor chips, because the sensor components 104a . 104b adjacent opposite sides of the same metal clamp 106 are. In one embodiment, a spacer separates 108a . 108b each magnetic field sensor component 104a . 104b from the metal clamp 106 , The spacer 108 can provide both galvanic isolation and magnetic field reduction on each sensor component 104a . 104b provide as described hereinabove. The metal clamp 106 connects a line 100-3 the semiconductor device having a terminal (eg, emitter or source terminal) of the semiconductor chip 102 ,

Mit der in 14A und 14B gezeigten Sensorkomponentenkonfiguration ist die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a so positioniert, dass das Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der durch den Strompfad fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in einer ersten Richtung trifft. Die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ist so positioniert, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b in einer zweiten Richtung, die anders ist als die erste Richtung, trifft. Der Strompfad ist in 14B durch Pfeile dargestellt.With the in 14A and 14B The sensor component configuration shown is the first magnetic field sensing component 104a positioned so that the magnetic field produced by current flowing through the current path is applied to the first magnetic field sensing component 104a in a first direction. The second magnetic field sensing component 104b is positioned so that the magnetic field on the second magnetic field sensing component 104b in a second direction, different from the first direction. The current path is in 14B represented by arrows.

Strom tritt in die Leitung 100-3 ein, durchläuft die Metallklemme 106 von rechts nach links, tritt in den Halbleiterchip 102 ein und tritt aus der Baugruppe durch Leitung 100-1 aus.Electricity enters the pipe 100-3 a, goes through the metal clamp 106 from right to left, enters the semiconductor chip 102 and exits the assembly through line 100-1 out.

14B stellt einige wenige Vektoren des resultierenden Magnetfelds, das in die Zeichenebene oberhalb der Metallklemme 106 eintritt, durch das Symbol ⊗ dar und einige wenige Vektoren des Magnetfelds, das aus der Zeichenebene unterhalb der Metallklemme 106 austritt, durch das Symbol ⊙ dar. So trifft das interessierende Magnetfeld, d. h. das Magnetfeld, dass durch den Strom produziert wird, der in dem Strompfad fließt, in dieser Ausführungsform in entgegengesetzten Richtungen auf die erste und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a, 104b. 14B represents a few vectors of the resulting magnetic field, which is in the plane above the metal clamp 106 enters, through the symbol ⊗ and a few vectors of the magnetic field coming from the plane below the metal clamp 106 Thus, the magnetic field of interest, that is, the magnetic field produced by the current flowing in the current path, in opposite directions, strikes the first and second magnetic field sensing components in this embodiment 104a . 104b ,

Der Magnetfeldsensor 104 produziert ein elektrisches Signal, das dem abgefühlten Magnetfeld proportional ist. Das elektrische Signal umfasst eine erste Signalkomponente, die durch die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a ausgegeben wird, und eine zweite Signalkomponente, die durch die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente ausgegeben wird. Die Differenz der elektrischen Signale, die durch die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b ausgegeben werden, unterdrückt (löscht in diesem Fall aus) den Einfluss magnetischer Streufelder, weil alle magnetischen Streufelder, die auf die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b treffen, das in derselben Richtung mit der in den 14A und 14B gezeigten Sensorkomponentenkonfiguration tun. Das interessierende Magnetfeld trifft auf die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b mit der in den 14A und 14B gezeigten Sensorkomponentenkonfiguration in entgegengesetzten Richtungen, und deshalb wird die gemessene Stärke des interessierenden Magnetfelds konstruktiv kombiniert, um eine genaue Schätzung des Stroms, der in dem Strompfad fließt, zu ergeben, ohne durch magnetische Streufelder beeinflusst zu sein.The magnetic field sensor 104 produces an electrical signal that is proportional to the sensed magnetic field. The electrical signal comprises a first signal component generated by the first magnetic field sensing component 104a and a second signal component output by the second magnetic field sensing component. The difference of the electrical signals generated by the magnetic field sensing components 104a . 104b are output, suppresses (in this case off) the influence of stray magnetic fields, because all stray magnetic fields applied to the magnetic field sensing components 104a . 104b meet in the same direction with the in the 14A and 14B do sensor component configuration shown. The magnetic field of interest strikes the magnetic field sensing components 104a . 104b with the in the 14A and 14B 4, and therefore the measured strength of the magnetic field of interest is constructively combined to give an accurate estimate of the current flowing in the current path without being affected by stray magnetic fields.

15A stellt Vektoren eines Magnetfelds dar, das durch Strom produziert wird, der durch eine Metallklemme 200 fließt, die einen ersten Abschnitt 202 und einen zweiten Abschnitt 204 aufweist, die voneinander beabstandet sind und sich parallel zueinander als Teil des Strompfads erstrecken. Ein dritter Abschnitt 206 erstreckt sich senkrecht zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 202, 204 und verbindet den ersten Abschnitt 202 mit dem zweiten Abschnitt 204. Die Enden 208, 210 des ersten und des zweiten Abschnitts 202, 204 sind nicht physikalisch miteinander verbunden. Strom, der in der Metallklemme 200 fließt, tritt in ein Ende 208 ein und tritt an dem anderen Ende 210 aus. Der Strom fließt in der entgegengesetzten Richtung in dem ersten Abschnitt 202 im Vergleich zu dem zweiten Abschnitt 204. Als ein Ergebnis breitet sich das Magnetfeld, das durch den Strom produziert wird, der in der Metallklemme 200 fließt, nach außen von dem ersten Abschnitt 202 in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich zu dem zweiten Abschnitt 204 aus. 15A represents vectors of a magnetic field produced by current flowing through a metal clamp 200 flows, which is a first section 202 and a second section 204 which are spaced apart and extend parallel to each other as part of the current path. A third section 206 extends perpendicularly between the first and the second section 202 . 204 and connects the first section 202 with the second section 204 , The ends 208 . 210 of the first and second sections 202 . 204 are not physically connected. Electricity in the metal clamp 200 flows, comes to an end 208 and enters at the other end 210 out. The current flows in the opposite direction in the first section 202 compared to the second section 204 , As a result, the magnetic field produced by the current propagates in the metal terminal 200 flows outward from the first section 202 in the opposite direction compared to the second section 204 out.

15B stellt eine Schnittansicht der Metallklemme 200, die in 15A gezeigt ist, entlang der mit A-A gekennzeichneten Linie dar. Strom fließt in einer Richtung in dem ersten Abschnitt 202 der Metallklemme 200, wie durch Symbol ⊗ in 15B repräsentiert ist, und fließt in der entgegengesetzten Richtung in dem zweiten Abschnitt 204 der Metallklemme 200, wie durch Symbol ⊙ in 158 repräsentiert ist. In 158 ist außerdem ein magnetisches Streufeld gezeigt, das auf jeden Abschnitt 202, 204 der Metallklemme 200 in derselben Richtung trifft. 158 zeigt außerdem einen ersten Vektor 212, 212', der das interessierende Magnetfeld repräsentiert, einen zweiten Vektor 214, 214', der das magnetische Streufeld repräsentiert, und einen dritten Vektor 216, 216', der die Kombination aus dem ersten und dem zweiten Vektor repräsentiert, gemessen für den ersten und den zweiten Abschnitt 202, 204 der Metallklemme 200. Der Einfluss des magnetischen Streufelds auf das Abfühlergebnis ist in 15B deutlich sichtbar. Der Einfluss des magnetischen Streufelds kann durch Einsetzen eines Differenzmessverfahrens unterdrückt werden, wobei eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in unmittelbarer Nähe zu dem ersten Abschnitt 202 der Metallklemme 200 platziert ist und eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b in unmittelbarer Nähe zu dem zweiten Abschnitt 204 der Metallklemme 200 platziert ist. Durch Verwenden der Differenz der Ausgaben der Sensorkomponenten (X1–X2), ist der Einfluss des homogenen magnetischen Streufelds eliminiert, wie in dem unteren Teil von 15B angegeben ist. 15B represents a sectional view of the metal clamp 200 , in the 15A is shown along the line marked AA. Current flows in one direction in the first section 202 the metal clamp 200 as indicated by symbol ⊗ in 15B is represented and flows in the opposite direction in the second section 204 the metal clamp 200 as indicated by symbol ⊙ in 158 is represented. In 158 In addition, a magnetic stray field is shown on each section 202 . 204 the metal clamp 200 in the same direction. 158 also shows a first vector 212 . 212 ' which is the magnetic field of interest represents a second vector 214 . 214 ' representing the stray magnetic field and a third vector 216 . 216 ' representing the combination of the first and second vectors measured for the first and second sections 202 . 204 the metal clamp 200 , The influence of the stray magnetic field on the sensing result is in 15B clearly visible. The influence of the stray magnetic field can be suppressed by employing a differential measuring method wherein a first magnetic field sensing component 104a in close proximity to the first section 202 the metal clamp 200 is placed and a second magnetic field sensing component 104b in close proximity to the second section 204 the metal clamp 200 is placed. By using the difference of the outputs of the sensor components (X1-X2), the influence of the homogeneous stray magnetic field is eliminated as in the lower part of FIG 15B is specified.

16A stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer fünfzehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar, und 16B stellt eine Explosionsansicht des Bereichs dar, der in dem gestrichelten Kasten enthalten ist, der in 16A gezeigt ist. Die in 16A und 16B gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 14A und 14B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu sind jedoch die erste und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a, 104b des Magnetfeldsensors 104 in demselben Sensorchip 300 integriert und deshalb in derselben Ebene befestigt. Der Sensorchip 300 ist an unterschiedlichen Leitungen/Metallklemmen 100-3, 100-4/106 der Halbleiterbaugruppe angebracht. Die erste Leitung/Metallklemme 100-3 ist mit einem ersten Anschluss (z. B. Kollektor oder Drain) des Halbleiterchips 102 elektrisch verbunden, und die zweite Metallklemme 100-3 ist mit einem zweiten Anschluss (z. B. Emitter oder Source) des zweiten Halbleiterchips 102 elektrisch verbunden. Strom, der in dem Strompfad fließt, durchläuft eine andere Richtung entlang der ersten Leitung/Metallklemme 100-4/106 als entlang der zweiten Leitung/Metallklemme 100-3. Die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a ist benachbart der ersten Leitung/Metallklemme 100-9/106, und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ist benachbart der zweiten Leitung/Metallklemme 100-3. Strom, der in den Halbleiterchip 102 eintritt, durchläuft die erste Leitung/Metallklemme 100-4/106 in einer ersten Richtung. Strom, der aus dem Halbleiterchip 102 austritt, durchläuft die zweite Leitung/Metallklemme 100-3 in der entgegengesetzten Richtung. Als ein Ergebnis trifft das Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in dem Strompfad fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in der entgegengesetzten Richtung wie auf die Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a. 16A FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a fifteenth embodiment of the semiconductor device, and FIG 16B FIG. 12 illustrates an exploded view of the area contained in the dashed box shown in FIG 16A is shown. In the 16A and 16B The embodiment shown is similar to that in FIGS 14A and 14B shown embodiment. In contrast, however, are the first and the second magnetic field sensing component 104a . 104b of the magnetic field sensor 104 in the same sensor chip 300 integrated and therefore fastened in the same plane. The sensor chip 300 is on different lines / metal terminals 100-3 . 100-4 / 106 attached to the semiconductor device. The first wire / metal clamp 100-3 is connected to a first terminal (eg, collector or drain) of the semiconductor chip 102 electrically connected, and the second metal terminal 100-3 is connected to a second terminal (eg emitter or source) of the second semiconductor chip 102 electrically connected. Current flowing in the current path passes through another direction along the first lead / metal terminal 100-4 / 106 as along the second wire / metal clamp 100-3 , The first magnetic field sensing component 104a is adjacent to the first lead / metal terminal 100-9 / 106 , and the second magnetic field sensing component 104b is adjacent to the second line / metal terminal 100-3 , Electricity flowing into the semiconductor chip 102 enters, passes through the first line / metal terminal 100-4 / 106 in a first direction. Power coming out of the semiconductor chip 102 exits, passes through the second line / metal terminal 100-3 in the opposite direction. As a result, the magnetic field produced by current flowing in the current path hits the first magnetic field sensing component 104a in the opposite direction as the magnetic field sensing component 104a ,

17 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer sechzehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 17 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 16A und 16B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist der Sensorchip, der die erste und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a, 104b enthält, an derselben Leitung/Metallklemme 100-4/106 angebracht. Die Leitung/Metallklemme 100-4/106 ist mit einem Anschluss (z. B. Emitter oder Source) des Halbleiterchips 102 elektrisch verbunden. Die Leitung/Metallklemme 100-4/106 umfasst einen ersten Abschnitt 400 und einen zweiten Abschnitt 402, die voneinander beabstandet sind und sich parallel zueinander erstrecken, als Teil des Strompfads. Ein dritter Abschnitt 404 der Leitung/Metallklemme 100-4/106 erstreckt sich senkrecht zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 400, 402 und verbindet den ersten Abschnitt 400 mit dem zweiten Abschnitt 402. Die Enden des ersten und des zweiten Abschnitts 400, 402 sind nicht physikalisch miteinander verbunden. Strom, der in dem Strompfad fließt, durchläuft eine andere Richtung entlang dem ersten Abschnitt 400 der Leitung/Metallklemme 100-4/106 als entlang dem zweiten Abschnitt 402 der Leitung/Metallklemme 100-4/106, wie z. B. hier vorstehend in Verbindung mit 15A und 15B beschrieben. Die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a ist benachbart dem ersten Abschnitt 400 der Leitung/Metallklemme 100-4/106, und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ist benachbart dem zweiten Abschnitt 402 der Leitung/Metallklemme 100-4/106. Auf diese Weise trifft Strom, der in der Leitung/Metallklemme 100-4/106 fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in der entgegengesetzten Richtung wie auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b, so dass Streufeldbeiträge durch das hier beschriebene Differenzabfühlverfahren ausgelöscht werden. 17 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a sixteenth embodiment of the semiconductor device 17 The embodiment shown is similar to that in FIGS 16A and 16B shown embodiment. In contrast, the sensor chip is the first and the second magnetic field sensing components 104a . 104b contains, on the same line / metal terminal 100-4 / 106 appropriate. The wire / metal clamp 100-4 / 106 is connected to a terminal (eg emitter or source) of the semiconductor chip 102 electrically connected. The wire / metal clamp 100-4 / 106 includes a first section 400 and a second section 402 , which are spaced apart and extend parallel to each other, as part of the current path. A third section 404 the wire / metal clamp 100-4 / 106 extends perpendicularly between the first and the second section 400 . 402 and connects the first section 400 with the second section 402 , The ends of the first and second sections 400 . 402 are not physically connected. Current flowing in the current path passes through another direction along the first section 400 the wire / metal clamp 100-4 / 106 as along the second section 402 the wire / metal clamp 100-4 / 106 , such as As here above in connection with 15A and 15B described. The first magnetic field sensing component 104a is adjacent to the first section 400 the wire / metal clamp 100-4 / 106 , and the second magnetic field sensing component 104b is adjacent to the second section 402 the wire / metal clamp 100-4 / 106 , In this way, electricity meets that in the pipe / metal clamp 100-4 / 106 flows to the first magnetic field sensing component 104a in the opposite direction as the second magnetic field sensing component 104b so that stray field contributions are canceled out by the differential sensing method described herein.

In einer Ausführungsform erstreckt sich der erste Abschnitt 400 der Leitung/Metallklemme 100-4/106 über die Grundfläche des Halbleiterchips 102 hinaus, und die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a ist benachbart dem ersten Abschnitt 400 außerhalb der Grundfläche des Halbleiterchips 102. Die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ist benachbart dem zweiten Abschnitt 402 innerhalb der Grundfläche des Halbleiterchips 102.In an embodiment, the first section extends 400 the wire / metal clamp 100-4 / 106 over the base of the semiconductor chip 102 and the first magnetic field sensing component 104a is adjacent to the first section 400 outside the base of the semiconductor chip 102 , The second magnetic field sensing component 104b is adjacent to the second section 402 within the footprint of the semiconductor chip 102 ,

18 stellt eine Draufsicht von oben nach unten einer siebzehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 18 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 17 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu erstreckt sich jedoch der zweite Abschnitt 402 der Leitung/Metallklemme 100-4/106 ebenfalls über die Grundfläche des Halbleiterchips 102 hinaus. Auf diese Weise sind beide Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b benachbart dem jeweiligen Abschnitt 400, 402 der Leitung/Metallklemme 100-4/106 außerhalb der Grundfläche des Halbleiterchips 102. Mit dieser Konfiguration haben Störungen in dem Strom, der in dem Halbleiterchip 102 fließt, weniger Auswirkung auf das Magnetfeld, das durch die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b des Magnetfeldsensors 104 abgefühlt wird, weil die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b nicht über oder unter dem Halbleiterchip 102, sondern stattdessen seitlich versetzt von dem Chip 102 in der vertikalen Richtung positioniert sind. 18 FIG. 12 illustrates a top-down plan view of a seventeenth embodiment of the semiconductor device 18 The embodiment shown is similar to that in FIG 17 shown embodiment. In contrast, however, extends the second section 402 the wire / metal clamp 100-4 / 106 also over the base area of the semiconductor chip 102 out. In this way, both are magnetic field sensing components 104a . 104b adjacent to each section 400 . 402 the line / metal clamp 100-4 / 106 outside the base of the semiconductor chip 102 , With this configuration, disturbances in the current flowing in the semiconductor chip 102 flows, less effect on the magnetic field caused by the magnetic field sensing components 104a . 104b of the magnetic field sensor 104 is sensed because the magnetic field sensing components 104a . 104b not above or below the semiconductor chip 102 but instead offset laterally from the chip 102 are positioned in the vertical direction.

In einer Ausführungsform enthält der Halbleiterchip 102 einen Leistungstransistor, der durch ein Schaltsignal gesteuert wird, das an das Gate 116 des Leistungstransistors angelegt ist. Das Schaltsignal steuert das Schalten des Leistungstransistors, während dessen Störungen in dem Strom auftreten, der durch den Leistungstransistor fließt. Ein Differenzsignal, das der Differenz zwischen den elektrischen Signalen, die durch die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b des Magnetfeldsensors 104 ausgegeben werden, entspricht, kann verarbeitet werden, um die Auswirkung der Störungen auf das gemessene Magnetfeld zu unterdrücken, basierend auf Zeitsteuerungsinformationen, die dem Schaltsignal zugeordnet sind. Beispielsweise kann das Schaltsignal ein PWM-Signal (Pulsweitenmodulations-Signal) sein, das an das Gate 116 des Leistungstransistors angelegt wird. In diesem Beispiel entsprechen die Zeitsteuerungsinformationen der relativen Einschaltdauer und/oder der Frequenz des PWM-Signals. Eine Steuereinheit (nicht gezeigt), die das PWM-Signal bereitstellt, kennt die relative Einschaltdauer und die Frequenz des PWM-Signals. Somit weiß die Steuereinheit, wann der Leistungstransistor angeschaltet wird, abgeschaltet wird und wie lange der Leistungstransistors angeschaltet oder abgeschaltet bleibt. Basierend auf diesen Zeitsteuerungsinformationen weiß die Steuereinheit, wann Störungen in dem Strom auftreten, der durch den Leistungstransistor fließt, und kann das Differenzsignal verarbeiten, um den Einfluss dieser Störungen auf die Messergebnisse, die durch die Sensorkomponenten 104a, 104b produziert werden, zu entfernen oder wenigstens zu reduzieren, z. B. durch Ignorieren, Filtern usw. des Differenzsignals während bekannter Störungszeitspannen.In one embodiment, the semiconductor chip includes 102 a power transistor controlled by a switching signal applied to the gate 116 of the power transistor is applied. The switching signal controls the switching of the power transistor during which disturbances occur in the current flowing through the power transistor. A difference signal, that of the difference between the electrical signals generated by the magnetic field sensing components 104a . 104b of the magnetic field sensor 104 can be processed to suppress the effect of the disturbances on the measured magnetic field based on timing information associated with the switching signal. For example, the switching signal may be a PWM (Pulse Width Modulation) signal applied to the gate 116 of the power transistor is applied. In this example, the timing information corresponds to the duty cycle and / or the frequency of the PWM signal. A control unit (not shown) providing the PWM signal knows the duty cycle and the frequency of the PWM signal. Thus, the control unit knows when the power transistor is turned on, is turned off, and how long the power transistor remains turned on or off. Based on this timing information, the controller knows when disturbances are occurring in the current flowing through the power transistor and can process the difference signal to determine the influence of these disturbances on the measurement results obtained by the sensor components 104a . 104b be produced, remove or at least reduce, for. By ignoring, filtering, etc. the difference signal during known disturbance periods.

19A stellt eine perspektivische Ansicht einer achtzehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar, und 19B stellt eine Draufsicht mit mehr Einzelheiten der in 19A gezeigten Baugruppe dar. Die in 19A und 19B gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 16A und 16B gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist der Magnetfeldsensor 104 jedoch an der Außenseite der Baugruppe auf den stromführenden Verbindungen angebracht, um das Magnetfeld abzufühlen. Die Halbleiterbaugruppe kann beispielsweise eine Baugruppe in Transistorabmessungen (TO-Baugruppe) oder ein anderer Typ einer Standard-Halbleiterbaugruppe sein, die eine erste Leitung 3, die mit einem ersten Anschluss (z. B. Emitter oder Source) des Halbleiterchips 102 elektrisch verbunden ist, eine zweite Leitung 2, die mit einem zweiten Anschluss (z. B. Kollektor oder Drain) des Halbleiterchips 102 elektrisch verbunden ist, eine dritte Leitung 1, die mit einem dritten Anschluss (z. B. Gate) des Halbleiterchips 102 elektrisch verbunden ist, und eine Einkapselung 500, die den Halbleiterchip 102 ummantelt, aufweist. Die Leitungen 1, 2, 3 stehen aus der Einkapselung 500 hervor. Die erste und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a, 104b des Magnetfeldsensors 104 sind in demselben Sensorchip 502 integriert, und der Sensorchip 502 ist an derselben Seite von wenigstens zwei der Drähte 1, 2, 3 außerhalb der Einkapselung 500 angebracht. Die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a erstreckt sich entlang der ersten Leitung 3, und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b erstreckt sich entlang der zweiten Leitung 2. Strom, der durch den Strompfad fließt, durchläuft eine andere Richtung entlang der ersten Leitung 3 (z. B. Emitter- oder Source-Leitung) als entlang der zweiten Leitung 2 (z. B. Kollektor- oder Drain-Leitung). In der in den 19A und 19B gezeigten Konfiguration fließt der Strom in der entgegengesetzten Richtung entlang der ersten und der zweiten Leitung 3, 2. So trifft das Magnetfeld, das durch den Strom produziert wird, der in den Halbleiterchip 102 entlang der ersten Leitung 3 und aus dem Halbleiterchip 102 entlang der zweiten Leitung 2 fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in der entgegengesetzten Richtung wie auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b. 19A FIG. 12 illustrates a perspective view of an eighteenth embodiment of the semiconductor device; and FIG 19B represents a top view with more details in 19A shown assembly. The in 19A and 19B The embodiment shown is similar to that in FIGS 16A and 16B shown embodiment. In contrast to this is the magnetic field sensor 104 however, mounted on the outside of the assembly on the live connections to sense the magnetic field. The semiconductor device may be, for example, a transistor-sized (TO) package or another type of standard semiconductor package including a first lead 3 connected to a first terminal (eg, emitter or source) of the semiconductor chip 102 is electrically connected, a second line 2 connected to a second terminal (eg collector or drain) of the semiconductor chip 102 is electrically connected, a third line 1 connected to a third terminal (eg gate) of the semiconductor chip 102 electrically connected, and an encapsulation 500 that the semiconductor chip 102 sheathed, has. The lines 1, 2, 3 are from the encapsulation 500 out. The first and second magnetic field sensing components 104a . 104b of the magnetic field sensor 104 are in the same sensor chip 502 integrated, and the sensor chip 502 is on the same side of at least two of the wires 1, 2, 3 outside the encapsulation 500 appropriate. The first magnetic field sensing component 104a extends along the first conduit 3, and the second magnetic field sensing component 104b extends along the second line 2. Current flowing through the current path passes through another direction along the first line 3 (eg, emitter or source line) than along the second line 2 (eg, collector line). or drain line). In the in the 19A and 19B As shown, the current flows in the opposite direction along the first and second lines 3, 2. Thus, the magnetic field produced by the current impinges into the semiconductor chip 102 along the first line 3 and out of the semiconductor chip 102 flows along the second line 2, to the first magnetic field sensing component 104a in the opposite direction as the second magnetic field sensing component 104b ,

Die Halbleiterbaugruppe kann ferner ein zusätzliches Substrat 504 enthalten, das an den Leitungen 1, 2, 3 außerhalb der Einkapselung 500 angebracht ist, wobei das zusätzliche Substrat an der entgegengesetzten Seite der Leitungen 1, 2, 3 wie der Sensorchip 502 angebracht ist. Anschlüsse des Sensorchips 502 sind mit den Leitungen 506, 508, 510, 512 des zusätzlichen Substrats 504 elektrisch verbunden, um Punkte des externen elektrischen Kontakts zum Zugreifen auf die elektrischen Signale, die durch die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104, 104b des Magnetfeldsensors 104, der in dem Sensorchip 502 enthalten ist, ausgegeben werden, bereitzustellen.The semiconductor device may further comprise an additional substrate 504 contained on the lines 1, 2, 3 outside the encapsulation 500 is attached, wherein the additional substrate on the opposite side of the lines 1, 2, 3 as the sensor chip 502 is appropriate. Connections of the sensor chip 502 are with the wires 506 . 508 . 510 . 512 of the additional substrate 504 electrically connected to points of the external electrical contact for accessing the electrical signals generated by the magnetic field sensing components 104 . 104b of the magnetic field sensor 104 that is in the sensor chip 502 is included, to be issued.

20 stellt eine Schnittansicht einer neunzehnten Ausführungsform der Halbleiterbaugruppe dar. Die in 20 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in den 19A und 19B gezeigten Ausführungsform. Der Typ der Baugruppe ist jedoch anders. Gemäß der in 20 gezeigten Ausführungsform ist die Halbleiterbaugruppe eine Oberflächenmontagebaugruppe. Die Emitter-/Source-Leitung 100-4 der Halbleiterbaugruppe steht aus der Einkapselung 500 an der entgegengesetzten Seite der Baugruppe wie die Kollektor-/Drain-Leitung 100-3 hervor. Strom, der in dem Strompfad fließt, durchläuft eine andere Richtung entlang der Emitter-/Source-Leitung 100-4 als entlang der Kollektor-/Drain-Leitung 100-3. Die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b des Magnetfeldsensors 104 sind in getrennten Sensorchips 600, 602 angeordnet. Der Sensorchip 600 mit der ersten Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a ist an der Emitter-/Source-Leitung 100-4 angebracht, und der Sensorchip 602 mit der zweiten Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ist an der Kollektor-/Drain-Leitung 100-3 angebracht. 20 FIG. 12 illustrates a sectional view of a nineteenth embodiment of the semiconductor device 20 The embodiment shown is similar to that in FIGS 19A and 19B shown embodiment. The type of assembly is different. According to the in 20 In the embodiment shown, the semiconductor device is a surface mount assembly. The emitter / source line 100-4 the semiconductor device is encapsulated 500 on the opposite side the assembly as the collector / drain line 100-3 out. Current flowing in the current path passes through another direction along the emitter / source line 100-4 as along the collector / drain line 100-3 , The magnetic field sensing components 104a . 104b of the magnetic field sensor 104 are in separate sensor chips 600 . 602 arranged. The sensor chip 600 with the first magnetic field sensing component 104a is at the emitter / source line 100-4 attached, and the sensor chip 602 with the second magnetic field sensing component 104b is at the collector / drain line 100-3 appropriate.

Die Halbleiterbaugruppe kann ferner ein zusätzliches Substrat 604 enthalten, das durch die Einkapselung 606 ummantelt ist. Dieselbe oder eine andere Einkapselung kann verwendet werden, um den Halbleiterchip 102 und das zusätzliche Substrat 604 zu ummanteln. Anschlüsse der getrennten Sensorchips 600, 602 sind mit Leitungen des zusätzlichen Substrats 604 durch elektrische Leiter 608 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. elektrisch verbunden, um Punkte für externen elektrischen Kontakt zum Zugreifen auf die elektrischen Signale, die durch die Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b des Magnetfeldsensors 104 ausgegeben werden, bereitzustellen.The semiconductor device may further comprise an additional substrate 604 contained by the encapsulation 606 is sheathed. The same or a different encapsulation may be used to form the semiconductor chip 102 and the additional substrate 604 to coat. Connections of the separate sensor chips 600 . 602 are with leads of additional substrate 604 by electrical conductors 608 such as Wire bonds, wire bands, etc. are electrically connected to external electrical contact points for accessing the electrical signals generated by the magnetic field sensing components 104a . 104b of the magnetic field sensor 104 be issued to provide.

Die in Verbindung mit den 14A bis 20 beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen Abfühlen von Strom in einer Halbleiterbaugruppe, die einen Halbleiterchip, der an einem Substrat angebracht ist, und einen Magnetfeldsensor, der als Teil derselben Halbleiterbaugruppe wie der Halbleiterchip enthalten ist und in unmittelbarer Nähe zu einem Strompfad des Halbleiterchips positioniert ist, enthält. Das Stromabfühlverfahren enthält Produzieren eines ersten elektrischen Signals durch eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente, die von dem Strompfad galvanisch isoliert ist und so positioniert ist, dass ein Magnetfeld, das durch einen Strom produziert wird, der in dem Strompfad fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente in einer ersten Richtung trifft, wobei das elektrische Signal proportional dem Magnetfeld ist. Das Stromabfühlverfahren enthält außerdem Produzieren eines zweiten elektrischen Signals durch eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente, die von dem Strompfad galvanisch isoliert ist und so positioniert ist, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente in einer anderen als der ersten Richtung trifft, wobei das zweite elektrische Signal proportional dem Magnetfeld ist. Das Stromabfühlverfahren enthält ferner Produzieren eines dritten elektrischen Signals als die Differenz zwischen dem ersten elektrischen Signal und dem zweiten elektrischen Signal.The in conjunction with the 14A to 20 described embodiments allow sensing of current in a semiconductor device, which includes a semiconductor chip, which is attached to a substrate, and a magnetic field sensor, which is included as part of the same semiconductor device as the semiconductor chip and is positioned in close proximity to a current path of the semiconductor chip. The current sensing method includes producing a first electrical signal by a first magnetic field sensing component galvanically isolated from the current path and positioned such that a magnetic field produced by a current flowing in the current path is applied to the first magnetic field sensing component in a first direction, wherein the electrical signal is proportional to the magnetic field. The current sensing method further includes producing a second electrical signal through a second magnetic field sensing component that is galvanically isolated from the current path and positioned so that the magnetic field meets the second magnetic field sensing component in a direction other than the first direction, the second electrical field sensing component Signal is proportional to the magnetic field. The current sensing method further includes producing a third electrical signal as the difference between the first electrical signal and the second electrical signal.

Die erste und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente können so positioniert sein, dass das Magnetfeld auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente in der entgegengesetzten Richtung wie auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente trifft, wie hier vorstehend beschrieben. Auf diese Weise wird die Stärke des Magnetfelds, die durch die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente abgefühlt wird, mit der Stärke des Magnetfelds, die durch die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente abgefühlt wird, konstruktiv kombiniert, und irgendwelche Messungen magnetischer Streufelder, die durch die erste und die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente vorgenommen werden, werden aus dem dritten elektrischen Signal das durch das Stromabfühlverfahren produziert wird, ausgelöscht.The first and second magnetic field sensing components may be positioned so that the magnetic field encounters the first magnetic field sensing component in the opposite direction as the second magnetic field sensing component, as described hereinabove. In this way, the strength of the magnetic field sensed by the first magnetic field sensing component is structurally combined with the strength of the magnetic field sensed by the second magnetic field sensing component, and any measurements of stray magnetic fields generated by the first and second magnetic fields second magnetic field sensing component are made to be extinguished from the third electrical signal produced by the current sensing method.

In einigen Fällen kann der Halbleiterchip einen oder mehrere Leistungstransistoren enthalten, die durch ein Schaltsignal gesteuert werden, das das Schalten des/der Leistungstransistor(en), während dessen Störungen in dem Strom, der durch den/die Leistungstransistor(en) fließt, auftreten, steuert. Für diese Fälle kann das Stromabfühlverfahren ferner Verarbeiten des dritten elektrischen Signals umfassen, um die Wirkung der Störungen auf das Magnetfeld zu unterdrücken, basierend auf Zeitsteuerungsinformationen, die dem Schaltsignal zugeordnet sind. Beispielsweise kann das Schaltsignal ein PWM-Signal (Pulsweitenmodulations-Signal) sein, und die Zeitsteuerungsinformationen entsprechen einer relativen Einschaltdauer und/oder einer Frequenz des PWM-Signals. Basierend auf diesen Informationen weiß eine Steuereinheit, die das PWM-Signal erzeugt, wann Störungen in dem Strom auftreten, der durch den/die Leistungstransistor(en) fließt, und kann das dritte elektrische Signal verarbeiten, um den Einfluss dieser Störung auf die Messergebnisse, die durch die Magnetfeld-Abfühlkomponenten produziert werden, zu entfernen oder wenigstens zu reduzieren, z. B. durch Ignorieren, Filtern usw. des dritten elektrischen Signals während bekannter Störungszeitspannen, wie hier vorstehend beschrieben.In some cases, the semiconductor chip may include one or more power transistors that are controlled by a switching signal that causes switching of the power transistor (s) during which disturbances in the current flowing through the power transistor (s) occur, controls. For these cases, the current sensing method may further include processing the third electrical signal to suppress the effect of the disturbances on the magnetic field based on timing information associated with the switching signal. For example, the switching signal may be a PWM signal (pulse width modulation signal), and the timing information corresponds to a duty ratio and / or a frequency of the PWM signal. Based on this information, a control unit which generates the PWM signal knows when disturbances are occurring in the current flowing through the power transistor (s) and can process the third electrical signal to determine the influence of this disturbance on the measurement results. which are produced by the magnetic field sensing components, or at least reduce, e.g. By ignoring, filtering, etc., the third electrical signal during known disturbance periods, as described hereinabove.

Die hier vorstehend in Verbindung mit den 120 beschriebenen Ausführungsformen stellen die Integration des Magnetfeldsensors wie z. B. eines magnetoresistiven Sensors (XMR-Sensors) oder Hall-Sensors in eine Halbleiterbaugruppe bereit. Die als Nächstes in Verbindung mit den 2137 beschriebenen Ausführungsformen gehören zu einem eigenständigen multifunktionalen Verbindungsmodul, das einen Magnetfeldsensor wie z. B. einen XMR-Sensor oder einen Hall-Sensor zur Strom- und/oder Temperaturmessung enthält. Der Magnetfeldsensor funktioniert wie hier vorstehend beschrieben und erzeugt ein Signal in Reaktion auf ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in einem Strompfad einer Metallklemme fließt, die in dem eigenständigen multifunktionalen Verbindungsmodul enthalten ist. Das eigenständige multifunktionale Verbindungsmodul kann eine oder mehrere Magnetfeld-Abfühlkomponenten enthalten und mit galvanischer Isolierung zwischen dem Magnetfeldsensor und der Metallklemme versehen sein oder nicht, wie vorstehend hier beschrieben.The above in connection with the 1 - 20 described embodiments provide the integration of the magnetic field sensor such. B. a magnetoresistive sensor (XMR sensor) or Hall sensor in a semiconductor device ready. The next in conjunction with the 21 - 37 described embodiments belong to an independent multifunctional connection module, the magnetic field sensor such. B. contains an XMR sensor or a Hall sensor for current and / or temperature measurement. The magnetic field sensor operates as described hereinabove and generates a signal in response to a magnetic field produced by current flowing in a current path of a metal terminal contained within the stand alone multifunctional interconnect module. The self-contained multifunctional connection module can contain one or more magnetic field sensing components and with galvanic insulation between the magnetic field sensor and the metal terminal or not, as described hereinbefore.

Das eigenständige multifunktionale Verbindungsmodul kann verwendet werden, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen Komponenten und/oder Metallbereichen eines Trägeraufbaus zu bilden. Der Begriff „Träger”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich allgemein auf irgendeinen Typ von Substrat, Aufbau oder Gehäuse, an dem ein oder mehrere Halbleiternacktchips und/oder Halbleiterchipbaugruppen angebracht oder darin enthalten sind. Beispielsweise kann sich der Begriff „Träger” auf eine Leiterplatte wie z. B. eine PCB, ein Keramiksubstrat, ein Kunststoffmodul, ein Gussmodul, einen Leiterrahmen oder irgendeinen anderen Typ von Träger beziehen. In einem Fall kann ein Halbleiternacktchip oder eine Halbleiterchipbaugruppe wie z. B. ein Gusshalbleiterchip an einem Träger wie z. B. einer PCB angebracht sein, und das multifunktionale Verbindungsmodul kann verwendet werden, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Nacktchip/der Chipbaugruppe und einem Metallbereich des Trägers, zwischen dem Nacktchip/der Chipbaugruppe und einem/einer anderen Nacktchip/Chipbaugruppe, der/die am den Träger angebracht ist, oder zwischen zwei unterschiedlichen Metallbereichen des Trägers z. B. in einer Nebenschlusskonfiguration zu bilden.The stand-alone multifunctional interconnect module can be used to provide a direct electrical connection between components and / or metal areas of a carrier structure. As used herein, the term "carrier" refers generally to any type of substrate, package, or package to which one or more semiconductor dies and / or semiconductor die assemblies are attached or contained. For example, the term "carrier" on a circuit board such. A PCB, a ceramic substrate, a plastic module, a cast module, a lead frame, or any other type of support. In one case, a semiconductor bare chip or a semiconductor chip assembly such as. B. a cast semiconductor chip on a carrier such. A PCB, and the multifunctional interconnect module may be used to provide electrical connection between the die / chip package and a metal portion of the carrier, between the die / die assembly and another die / chip assembly (s) on the die the carrier is attached, or between two different metal areas of the carrier z. B. in a shunt configuration.

21 bis 23 stellen jeweilige Schnittansichten von drei unterschiedlichen Ausführungsformen eines eigenständigen multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 dar. Gemäß der in 21 gezeigten Ausführungsform umfasst das multifunktionale Verbindungsmodul 700 eine Metallklemme 702, die einen ersten Endabschnitt 704, einen zweiten Endabschnitt 706 und einen Mittelabschnitt 708, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt 704, 706 erstreckt, umfasst. Die Metallklemme 702 kann eine einzelne, kontinuierliche Konstruktion aufweisen, so dass keine physikalischen Grenzen oder Nahtstellen zwischen den Endabschnitten 704, 706 und dem Mittelabschnitt 708 der Metallklemme 702 vorhanden sind. Der erste Endabschnitt 704 der Metallklemme 702 ist zum externen Anbringen an einem Halbleiternacktchip oder eine Halbleiterchipbaugruppe, der/die an einem solchen Träger angebracht ist, oder an einem Metallbereich des Trägers angebracht ist (in 21 nicht gezeigt) konfiguriert. Der zweite Endabschnitt 706 der Metallklemme 702 ist ähnlich zum externen Anbringen an einem anderen Metallbereich des Trägers oder an einem/einer anderen Halbleiterchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an dem Träger angebracht ist (ebenfalls in 21 nicht gezeigt) konfiguriert. 21 to 23 represent respective sectional views of three different embodiments of a self-contained multifunctional connection module 700 According to the in 21 embodiment shown comprises the multifunctional connection module 700 a metal clamp 702 that has a first end section 704 , a second end portion 706 and a middle section 708 extending between the first and second end sections 704 . 706 extends. The metal clamp 702 can have a single, continuous construction, so there are no physical boundaries or seams between the end sections 704 . 706 and the middle section 708 the metal clamp 702 available. The first end section 704 the metal clamp 702 For external mounting to a semiconductor die, or to a semiconductor die assembly mounted on such a support or attached to a metal region of the support (see FIG 21 not shown). The second end section 706 the metal clamp 702 is similar to external attachment to another metal region of the carrier or to another semiconductor die or semiconductor die assembly mounted on the carrier (also in FIG 21 not shown).

Das multifunktionale Verbindungsmodul 700 umfasst ferner einen Magnetfeldsensor 104, der an der Metallklemme 702 befestigt ist. Der Magnetfeldsensor 104 ist an dem Mittelabschnitt 708 der Metallklemme 702 an der obersten Hauptoberfläche in den 21 bis 23 befestigt. Im Allgemeinen kann der Magnetfeldsensor 104 an irgendeinem Abschnitt 704, 706, 708 der Metallklemme 702 entweder an der oberen oder unteren Hauptoberfläche der Klemme 702 angebracht sein, z. B. wie vorstehend hier beschrieben, und kann auf der Metallklemme 702 zentriert sein oder sogar an der Klemme 702 überstehen. Der Magnetfeldsensor 104 arbeitet, um ein Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom produziert wird, der durch die Metallklemme 702 fließt, wie vorstehend hier beschrieben. Beispielsweise kann der Magnetfeldsensor 104 ein XMR-Sensor, wie z. B. ein anisotroper magnetoresistiver Sensor (AMR-Sensors), ein riesenmagnetoresistiver Sensor (GMR-Sensor) oder ein tunnelmagnetoresistiver Sensor (TMR-Sensor), oder ein Hall-Sensor sein, der ein Signal erzeugt in Reaktion auf das Magnetfeld, das durch den Strom produziert wird, der in einem Strompfad der Metallklemme 702 fließt.The multifunctional connection module 700 further comprises a magnetic field sensor 104 holding on to the metal clamp 702 is attached. The magnetic field sensor 104 is at the middle section 708 the metal clamp 702 at the topmost main surface in the 21 to 23 attached. In general, the magnetic field sensor 104 at any section 704 . 706 . 708 the metal clamp 702 either on the upper or lower main surface of the clamp 702 be appropriate, for. As described hereinabove, and may be on the metal clamp 702 be centered or even at the terminal 702 survive. The magnetic field sensor 104 works to sense a magnetic field produced by electricity flowing through the metal clamp 702 flows as described hereinbefore. For example, the magnetic field sensor 104 an XMR sensor, such as B. an anisotropic magnetoresistive sensor (AMR sensor), a giant magnetoresistive sensor (GMR sensor) or a tunnel magnetoresistive sensor (TMR sensor), or a Hall sensor, which generates a signal in response to the magnetic field passing through the Electricity is produced in a current path of the metal clamp 702 flows.

Der Magnetfeldsensor 104 kann an der Metallklemme 702 durch ein elektrisch leitfähiges oder nicht leitfähiges Material oder durch einen Abstandshalter 710 befestigt sein. In einigen Anwendungen kann der Magnetfeldsensor 104 mit einer signifikant niedrigeren Spannung versorgt sein oder Signale bei einer signifikant niedrigeren Spannung führen (z. B. 5 V) im Vergleich zu dem Halbleiterchip, was bewirkt, dass Strom durch die Klemme 702 fließt (z. B. 500 V, 1000 V oder sogar höher). Für diese Anwendungen kann der Magnetfeldsensor 104 von der Metallklemme 702 galvanisch isoliert sein. In einer Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor 104 von der Metallklemme durch einen Abstandshalter 710 beabstandet. Der Abstandshalter 710 kann elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend sein. Beispielsweise kann der Abstandshalter 710 ein leitfähiges Klebemittel, Sintermaterial, Lötmetall usw. zur Anwendung in dem niedrigen bis mittleren Spannungsbereich (z. B. bis zu 500 V) sein. In einem weiteren Beispiel kann das Material des Abstandshalters 710 so gewählt sein, um galvanische Isolierung bereitzustellen. Ein leitfähiges Klebemittel kann in dem Fall, wenn die Klemmenspannung und die Mikrosteuereinheit für den Sensor 104 keine Spannungsdifferenz aufweisen oder die Spannungsspitzen auf der Klemme 702 durch andere Komponenten blockiert sind, als der Abstandshalter 710 verwendet werden. Andernfalls kann der Abstandshalter 710 galvanische Isolierung z. B. mit nichtleitendem Klebstoff bereitstellen. Die Dicke des Klebstoffs beeinflusst die Reaktion des Magnetfeldsensors 104 und das Niveau der galvanischen Isolierung. Material und Abmessungen des Abstandshalters können ausgewählt sein, um den/das kleinsten detektierten Strom, größten detektierten Strom und Niveau der galvanischen Isolierung zu optimieren.The magnetic field sensor 104 can on the metal clamp 702 by an electrically conductive or non-conductive material or by a spacer 710 be attached. In some applications, the magnetic field sensor 104 be supplied with a significantly lower voltage or carry signals at a significantly lower voltage (eg, 5V) compared to the semiconductor chip, which causes current through the terminal 702 flows (eg 500 V, 1000 V or even higher). For these applications, the magnetic field sensor 104 from the metal clamp 702 be galvanically isolated. In one embodiment, the magnetic field sensor is 104 from the metal clamp by a spacer 710 spaced. The spacer 710 may be electrically conductive or electrically insulating. For example, the spacer 710 a conductive adhesive, sintered material, solder, etc. for use in the low to medium voltage range (eg, up to 500V). In another example, the material of the spacer 710 be chosen so as to provide galvanic isolation. A conductive adhesive may in the case when the terminal voltage and the microcontroller for the sensor 104 have no voltage difference or the voltage spikes on the terminal 702 blocked by other components than the spacer 710 be used. Otherwise, the spacer can 710 galvanic isolation z. B. provide with non-conductive adhesive. The thickness of the adhesive affects the response of the magnetic field sensor 104 and the level of galvanic isolation. Spacer material and dimensions may be selected to optimize the lowest detected current, largest detected current, and level of galvanic isolation.

Die Dicke des Abstandshalters 710 kann so gewählt sein, dass die Stärke des Magnetfelds, das in den Magnetfeldsensor 104 eintritt, auf ein nicht zerstörendes Niveau reduziert ist. Ein relativ dicker Abstandshalter ist insbesondere für Anwendungen mit hohem Strom vorteilhaft. In einer Ausführungsform ist der Abstandshalter 710 ein Halbleiterchip wie z. B. ein Siliziumchip, der zwischen den Magnetfeldsensor 104 und die Metallklemme 702 eingeschoben ist. In anderen Ausführungsformen kann der Abstandshalter 710 ein/e Polymer, Keramik, nichtleitendes Klebemittel, nichtleitende Folie oder irgendein anderes ein- oder mehrschichtiges Material sein, das den Magnetfeldsensor 104 von der Metallklemme 702 trennt. Alternativ kann der Magnetfeldsensor 104 direkt an der Metallklemme 702 angebracht sein, z. B. durch Löten, falls der Sensor 104 eine lötfähige Rückseite aufweist, oder durch ein elektrisch nichtleitendes Klebemittel. The thickness of the spacer 710 can be chosen so that the strength of the magnetic field, which in the magnetic field sensor 104 is reduced to a non-destructive level. A relatively thick spacer is particularly advantageous for high current applications. In one embodiment, the spacer is 710 a semiconductor chip such. As a silicon chip, between the magnetic field sensor 104 and the metal clamp 702 is inserted. In other embodiments, the spacer may be 710 a polymer, ceramic, non-conductive adhesive, non-conductive foil, or any other single or multi-layered material containing the magnetic field sensor 104 from the metal clamp 702 separates. Alternatively, the magnetic field sensor 104 directly on the metal clamp 702 be appropriate, for. B. by soldering, if the sensor 104 has a solderable back, or by an electrically non-conductive adhesive.

Für jede dieser Konfigurationen ist das multifunktionale Verbindungsmodul 700 eine eigenständige Komponente. Das heißt, das multifunktionale Verbindungsmodul 700 enthält nicht die Komponente, die bewirkt, dass Strom durch die Metallklemme 702 des Verbindungsmoduls 700 fließt, d. h. die Komponente, deren Strom und/oder Temperatur durch das Verbindungsmodul 700 gemessen werden soll.For each of these configurations is the multifunctional connection module 700 a separate component. That is, the multifunctional connection module 700 does not contain the component that causes current through the metal terminal 702 of the connection module 700 flows, ie the component, their current and / or temperature through the connection module 700 to be measured.

22 zeigt eine zweite Ausführungsform des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700, in dem die Metallklemme 702 in eine Einkapselung 712 eingebettet ist. Jedes Standardeinkapselungsmaterial kann verwendet werden, wie z. B. ein Klebemittel, eine Gussmasse, ein Laminat wie FR-4 oder FR-5, ein Photoresist wie z. B. ein Lötmaskenmaterial, Glas, Silizium usw. In 22 bedeckt die Einkapselung 712 die Oberfläche 703 der Metallklemme 702, an der der Magnetfeldsensor 104 befestigt ist. Der Magnetfeldsensor 104 kann auch in die Einkapselung 712 eingebettet sein, wie in 22 gezeigt ist. Elektrische Kontaktstellen 714, die an der Seite des Magnetfeldsensors 104, die von der Metallklemme 702 weg zeigt, angeordnet sind, weisen eine freigelegte Oberfläche 705 auf, die nicht durch die Einkapselung 712 bedeckt ist, um spätere elektrische Verbindung mit dem Sensor 104 zu ermöglichen. 22 shows a second embodiment of the multifunctional connection module 700 in which the metal clamp 702 in an encapsulation 712 is embedded. Any standard encapsulation material may be used, such as As an adhesive, a molding compound, a laminate such as FR-4 or FR-5, a photoresist such. A solder mask material, glass, silicon, etc. In 22 cover the encapsulation 712 the surface 703 the metal clamp 702 at which the magnetic field sensor 104 is attached. The magnetic field sensor 104 can also be in the encapsulation 712 be embedded, as in 22 is shown. Electrical contact points 714 at the side of the magnetic field sensor 104 coming from the metal clamp 702 show away, have an exposed surface 705 on, not by the encapsulation 712 is covered, for later electrical connection with the sensor 104 to enable.

23 zeigt eine dritte Ausführungsform des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700, in der die Oberfläche 707 des Mittelabschnitts 708 der Metallklemme 702, die von dem Magnetfeldsensor 104 weg weist, auch durch die Einkapselung 712 bedeckt ist. Der erste und der zweite Endabschnitt 704, 706 der Metallklemme 702 weisen jeweils eine freigelegte Oberfläche 709 auf, die von dem Magnetfeldsensor 104 weg weist und die nicht von der Einkapselung 712 bedeckt ist, um späteres Anbringen an einem Halbleiternacktchip oder eine Halbleiterchipbaugruppe, die an einen Träger oder an einem Metallbereich des Trägers (in 23 nicht gezeigt) montiert ist, zu ermöglichen. 23 shows a third embodiment of the multifunctional connection module 700 in which the surface 707 of the middle section 708 the metal clamp 702 that from the magnetic field sensor 104 points away, even through the encapsulation 712 is covered. The first and second end sections 704 . 706 the metal clamp 702 each have an exposed surface 709 on, by the magnetic field sensor 104 points away and not from the encapsulation 712 is covered for later attachment to a semiconductor bare chip or a semiconductor chip assembly, to a support or to a metal portion of the carrier (in 23 not shown) is mounted.

24 stellt eine Draufsicht der in 21 gezeigten Ausführungsform des multifunktionalen Verbindungsmodul dar, und 25 stellt eine Draufsicht der in 22 und 23 gezeigten Ausführungsformen des multifunktionalen Verbindungsmodul dar. 24 represents a top view of the 21 shown embodiment of the multifunctional connection module, and 25 represents a top view of the 22 and 23 shown embodiments of the multifunctional connection module.

Die 26 und 27 stellen jeweilige Draufsichten von Ausführungsformen des multifunktionalen Verbindungsmoduls dar, die in 22 und 23 gezeigt sind, wobei der Magnetfeldsensor 104 arbeitet, um das hier vorstehend in Verbindung mit den 1419 beschriebene Differenzabfühlverfahren zu implementieren. Gemäß diesen Ausführungsformen umfasst der Magnetfeldsensor 104 eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a und eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b. Außerdem umfasst der Mittelabschnitt 708 der Metallklemme 702 einen ersten Leitungszweig 716 und einen zweiten Leitungszweig 718, der von dem ersten Leitungszweig 716 beabstandet ist. In der in 26 gezeigten Ausführungsform sind der erste und der zweite Leitungszweig 716, 718 an keinem Ende der Klemme 702 verbunden. In der in 27 gezeigten Ausführungsform sind der erste und der zweite Leitungszweig 716, 718 an einem Ende 704 der Klemme verbunden. Die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a des Magnetfeldsensors 104 ist benachbart dem ersten Leitungszweig 716 und so positioniert, dass ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in dem ersten Leitungszweig 716 fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in einer ersten Richtung trifft. Die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b des Magnetfeldsensors 104 ist benachbart dem zweiten Leitungszweig 718 und so positioniert, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b in einer zweiten Richtung trifft, die anders als die erste Richtung ist.The 26 and 27 FIG. 4 illustrates respective plan views of embodiments of the multifunctional connection module incorporated in FIG 22 and 23 are shown, wherein the magnetic field sensor 104 works to do this in conjunction with the above 14 - 19 to implement described Differenzabfühlverfahren. According to these embodiments, the magnetic field sensor comprises 104 a first magnetic field sensing component 104a and a second magnetic field sensing component 104b , In addition, the middle section comprises 708 the metal clamp 702 a first line branch 716 and a second leg 718 that of the first leg of the line 716 is spaced. In the in 26 In the embodiment shown, the first and the second line branches 716 . 718 at no end of the clamp 702 connected. In the in 27 In the embodiment shown, the first and the second line branches 716 . 718 at one end 704 connected to the terminal. The first magnetic field sensing component 104a of the magnetic field sensor 104 is adjacent to the first leg 716 and positioned so that a magnetic field produced by current in the first leg 716 flows to the first magnetic field sensing component 104a in a first direction. The second magnetic field sensing component 104b of the magnetic field sensor 104 is adjacent to the second leg 718 and positioned so that the magnetic field is applied to the second magnetic field sensing component 104b in a second direction that is different than the first direction.

In den in den 26 und 27 gezeigten Konfigurationen sind die erste und die zweite Richtung einander entgegengesetzt. Das elektrische Signal, das durch den Magnetfeldsensor 104 produziert wird, umfasst eine erste Signalkomponente, die durch die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a ausgegeben wird, und eine zweite Signalkomponente, die durch die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b ausgegeben wird. Auf diese Weise trifft Strom, der in der Metallklemme 702 fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in der entgegengesetzten Richtung wie die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b, so dass Streufeldbeiträge durch Differenzabfühlen ausgelöscht werden, wie hier vorstehend beschrieben. Der in den 2627 gezeigte Magnetfeldsensor 104 kann durch die entsprechende Einkapselung 712 des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 bedeckt sein, wie in den 22 und 23 gezeigt, ist jedoch nicht auf diese Weise in den 2627 dargestellt, so dass die Position der Magnetfeld-Abfühlkomponenten 104a, 104b relativ zu den Leitungszweigen 716, 718 der Metallklemme 702 sichtbar sind.In the in the 26 and 27 As shown, the first and second directions are opposite to each other. The electrical signal generated by the magnetic field sensor 104 is produced comprises a first signal component generated by the first magnetic field sensing component 104a and a second signal component generated by the second magnetic field sensing component 104b is issued. In this way, electricity meets that in the metal clamp 702 flows to the first magnetic field sensing component 104a in the opposite direction as the second magnetic field sensing component 104b so that stray field contributions are canceled out by differential sensing as described hereinabove. The in the 26 - 27 shown magnetic field sensor 104 can by the appropriate encapsulation 712 of the multifunctional connection module 700 be covered, as in the 22 and 23 is not shown that way in the 26 - 27 shown, so that the position of the magnetic field sensing components 104a . 104b relative to the line branches 716 . 718 the metal clamp 702 are visible.

Die 2837 stellen unterschiedliche Ausführungsformen zum Verwenden einer oder mehrerer Instanzen des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 dar, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen Komponenten und/oder Metallbereichen des Trägeraufbaus zu bilden.The 28 - 37 provide different embodiments for using one or more instances of the multifunctional connection module 700 in order to form a direct electrical connection between components and / or metal regions of the carrier structure.

28 stellt eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines Trägeraufbaus 800 dar, die mehrere Instanzen des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst der Trägeraufbau 800 einen Träger 802 wie z. B. eine Leiterplatte, ein Keramiksubstrat, ein Kunststoffmodul, ein Gussmodul, einen Leiterrahmen usw., der mehrere Metallbereiche 804 aufweist, die in ein elektrisch isolierendes Material 806 wie z. B. ein Laminat wie FR-4 oder FR-5, eine Gussmasse, ein Keramiksubstrat usw., eingebettet oder daran befestigt sind. Halbleiternacktchips und/oder Halbleiterchipbaugruppen 808 sind an unterschiedlichen Metallbereichen 804 des Trägers 802 angebracht. Mehrere multifunktionale Verbindungsmodule 700 bilden direkte elektrische Verbindungen zwischen den Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 und/oder Metallbereichen 804 des Trägers 802. Jedes Verbindungsmodul 700 umfasst eine Metallklemme 702, die einen ersten Endabschnitt 704, einen zweiten Endabschnitt 706 und einen Mittelabschnitt 708, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt 704, 706 erstreckt, aufweist. Der erste Endabschnitt 704 ist an einem/einer der Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808, die an dem Träger 802 montiert sind, angebracht. Der zweite Endabschnitt 706 ist an einem der Trägermetallbereiche 804 angebracht. Auf diese Weise stellt jedes multifunktionale Verbindungsmodul 700 eine direkte elektrische Verbindung zwischen einem/einer der Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 und einem der Metallbereiche 804 des Trägers 802 bereit. Diese Verbindungen sind in 28 nicht sichtbar. 28 FIG. 12 is a plan view of a first embodiment of a carrier structure. FIG 800 representing multiple instances of the multifunctional connection module 700 used. According to this embodiment, the support structure comprises 800 a carrier 802 such as As a circuit board, a ceramic substrate, a plastic module, a cast module, a lead frame, etc., the plurality of metal areas 804 comprising, in an electrically insulating material 806 such as As a laminate such as FR-4 or FR-5, a molding compound, a ceramic substrate, etc., are embedded or attached thereto. Semiconductor bare chips and / or semiconductor chip assemblies 808 are on different metal areas 804 of the carrier 802 appropriate. Several multifunctional connection modules 700 form direct electrical connections between the semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 and / or metal areas 804 of the carrier 802 , Each connection module 700 includes a metal clamp 702 that has a first end section 704 , a second end portion 706 and a middle section 708 extending between the first and second end sections 704 . 706 extends, has. The first end section 704 is on one of the semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 attached to the carrier 802 are mounted, attached. The second end section 706 is at one of the carrier metal areas 804 appropriate. In this way, each multifunctional connection module provides 700 a direct electrical connection between one / one of the semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 and one of the metal areas 804 of the carrier 802 ready. These compounds are in 28 not visible.

Jedes Verbindungsmodul 700 umfasst außerdem einen Magnetfeldsensor 104, der an der jeweiligen Metallklemme 702 befestigt ist, wie hier vorstehend in Verbindung mit den 2123 beschrieben. Die Metallklemmen 702 der jeweiligen Verbindungsmodule 700 können in eine Einkapselung 712 eingebettet sein, ebenfalls wie vorstehend hier in Verbindung mit den 22 und 23 beschrieben. Einer/eine oder mehrere aus den Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808, die an dem Träger 802 angebracht sind, können versorgt werden oder Signale führen mit einer signifikant höheren Spannung (z. B. 500 V, 1000 V oder sogar höher) als der benachbarte Magnetfeldsensor 104 (z. B. 5 V). Für diese Anwendungen kann galvanische Isolierung zwischen dem Magnetfeldsensor 104 und der entsprechenden Metallklemme 702 bereitgestellt sein, wie hier vorstehend beschrieben.Each connection module 700 also includes a magnetic field sensor 104 attached to the respective metal clamp 702 is attached as hereinbefore in connection with the 21 - 23 described. The metal clamps 702 the respective connection modules 700 can be in an encapsulation 712 embedded, also as above in connection with the 22 and 23 described. One or more of the semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 attached to the carrier 802 can be powered or carry signals at a significantly higher voltage (eg 500V, 1000V or even higher) than the adjacent magnetic field sensor 104 (eg 5V). For these applications, galvanic isolation between the magnetic field sensor 104 and the corresponding metal clamp 702 provided as described hereinabove.

29A stellt eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die die Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet, die in 21 gezeigt ist, und 29B stellt eine Schnittansicht des Trägeraufbaus 800 entlang der mit F-F' gekennzeichneten Linie in 29A dar. Gemäß dieser Ausführungsform verbinden mehrere elektrische Leiter 810 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. unterschiedliche aus den Metallbereichen 804 des Trägers 802 mit elektrischen Kontaktstellen 714, die an einer Seite des Magnetfeldsensors 104 des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700, die von der Metallklemme 702 dieses Moduls 700 weg weist, angeordnet sind. Diese Verbindungen ermöglichen, dass Signale aus dem Magnetfeldsensor 104 zu dem Träger 802 geführt werden. Ein Abstandsbolzen 812 wie z. B. ein Metallblock kann verwendet werden, um irgendeinen Spalt zwischen dem zweiten Endabschnitt 706 der Metallklemme 702 und dem Träger 802, der aus dem Anbringen des ersten Endabschnitts 704 an einem/einer aus den Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 resultiert, anzupassen. Alternativ kann der Spalt durch Herstellen des zweiten Endabschnitts 706 der Metallklemme 702 dicker (höher) als den ersten Endabschnitt 704 angepasst werden. 29A Fig. 10 is a plan view of a second embodiment of the carrier structure 800 represents the version of the multifunctional connection module 700 used in 21 is shown, and 29B shows a sectional view of the carrier structure 800 along the line marked FF 'in 29A In this embodiment, a plurality of electrical conductors connect 810 such as As wire bonds, wire bands, etc. different from the metal areas 804 of the carrier 802 with electrical contact points 714 on one side of the magnetic field sensor 104 of the multifunctional connection module 700 coming from the metal clamp 702 this module 700 points away, are arranged. These connections allow signals from the magnetic field sensor 104 to the carrier 802 be guided. A spacer bolt 812 such as For example, a metal block may be used to create any gap between the second end portion 706 the metal clamp 702 and the carrier 802 which consists of attaching the first end portion 704 on one of the semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 results, adapt. Alternatively, the gap may be made by making the second end portion 706 the metal clamp 702 thicker (higher) than the first end section 704 be adjusted.

29C stellt dieselbe Schnittansicht des Trägeraufbaus 800 entlang der mit F-F' gekennzeichneten Linie in 29A dar, jedoch mit der in 22 gezeigten Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700. 29C represents the same sectional view of the support structure 800 along the line marked FF 'in 29A but with the in 22 shown version of the multifunctional connection module 700 ,

29D stellt außerdem dieselbe Schnittansicht des Trägeraufbaus 800 entlang der mit F-F' gekennzeichneten Linie in 29A dar, jedoch mit der in 23 gezeigten Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700. 29D also provides the same sectional view of the support structure 800 along the line marked FF 'in 29A but with the in 23 shown version of the multifunctional connection module 700 ,

30 stellt eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die das multifunktionale Verbindungsmodul 700 verwendet. Die in 30 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 29A gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu umfasst jedoch das Verbindungsmodul 700 ferner eine metallische Umverdrahtungsschicht 720, die in dieselbe Einkapselung 712 wie die Metallklemme 702 eingebettet und von der Metallklemme 702 getrennt ist. Die metallische Umverdrahtungsschicht 720 kann mit Kontaktstellen des Magnetfeldsensors 104, die auf der Vorderseite (die nicht gezeigt sind) und/oder Rückseite (die nicht sichtbar sind) des Sensors 104 angeordnet sind, elektrisch verbunden sein. Die Oberseite der Metallklemme 702 und der Magnetfeldsensor 104 können durch die Einkapselung 712 bedeckt sein, wie in den 22 und 23 gezeigt, sind in 30 jedoch nicht auf diese Weise dargestellt, so dass die Position des Magnetfeldsensors 104 und der Metallklemme 702 relativ zu der metallischen Umverdrahtungsschicht 720 sichtbar ist. Mehrere elektrische Leiter 810 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. verbinden unterschiedliche der Metallbereiche 804 des Trägers 802 mit der metallischen Umverdrahtungsschicht 720 des Verbindungsmoduls 700. 30 Fig. 10 is a plan view of a third embodiment of the carrier structure 800 represents the multifunctional connection module 700 used. In the 30 The embodiment shown is similar to that in FIG 29A shown embodiment. In contrast, however, includes the connection module 700 a metallic redistribution layer 720 that in the same encapsulation 712 like the metal clamp 702 embedded and from the metal clamp 702 is disconnected. The metallic redistribution layer 720 can with contact points of the magnetic field sensor 104 that are on the front (which are not shown) and / or back (which are not visible) of the sensor 104 are arranged to be electrically connected. The top of the metal clamp 702 and the magnetic field sensor 104 can through the encapsulation 712 be covered, as in the 22 and 23 shown are in 30 However, not shown in this way, so that the position of the magnetic field sensor 104 and the metal clamp 702 relative to the metallic redistribution layer 720 is visible. Several electrical conductors 810 such as B. wire bonds, wire bands, etc. connect different of the metal areas 804 of the carrier 802 with the metallic redistribution layer 720 of the connection module 700 ,

31 stellt eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die das multifunktionale Verbindungsmodul 700 verwendet. Die in 31 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 30 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu umfasst jedoch das Verbindungsmodul 700 ferner eine Logikvorrichtung 722, die an der Metallklemme 702 befestigt ist und arbeitet, um den Magnetfeldsensor 104 zu steuern. Die Metallklemme 702, der Magnetfeldsensor 104 und die Logikvorrichtung 722 können durch die Einkapselung 712 bedeckt sein, sind jedoch in 31 nicht auf diese Weise dargestellt, so dass die Position des Magnetfeldsensors 104, der Metallklemme 702 und der Logikvorrichtung 722 relativ zu der metallischen Umverdrahtungsschicht 720 sichtbar ist. Mehrere elektrische Leiter 810 wie z. B. Drahtbonds, Drahtbänder usw. verbinden unterschiedliche aus den Metallbereichen 804 des Trägers 802 mit der metallischen Umverdrahtungsschicht 720 des Verbindungsmoduls 700, und weitere elektrische Leiter 814 können zum direkten elektrischen Verbinden der Logikvorrichtung 722 und/oder des Magnetfeldsensors 104 mit Metallbereichen 804 des Trägers 802 und/oder der metallischen Umverdrahtungsschicht 720 vorgesehen sein. 31 Fig. 10 is a plan view of a fourth embodiment of the carrier structure 800 represents the multifunctional connection module 700 used. In the 31 The embodiment shown is similar to that in FIG 30 shown embodiment. In contrast, however, includes the connection module 700 a logic device 722 attached to the metal clamp 702 is attached and works to the magnetic field sensor 104 to control. The metal clamp 702 , the magnetic field sensor 104 and the logic device 722 can through the encapsulation 712 be covered, however, are in 31 not shown in this way, so the position of the magnetic field sensor 104 , the metal clamp 702 and the logic device 722 relative to the metallic redistribution layer 720 is visible. Several electrical conductors 810 such as B. wire bonds, wire bands, etc. connect different from the metal areas 804 of the carrier 802 with the metallic redistribution layer 720 of the connection module 700 , and more electrical conductors 814 can for direct electrical connection of the logic device 722 and / or the magnetic field sensor 104 with metal areas 804 of the carrier 802 and / or the metallic redistribution layer 720 be provided.

32 stellt eine Draufsicht einer fünften Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die das multifunktionale Verbindungsmodul 700 verwendet. Die in 32 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 31 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu umfasst jedoch das Verbindungsmodul 700 ferner eine oder mehrere passive Vorrichtungen 724 wie z. B. Kondensatoren, Widerstände usw., die an der metallischen Umverdrahtungsschicht 720 des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 angebracht sind. Die Metallklemme 702, der Magnetfeldsensor 104, die Logikvorrichtung 722 und die passiven Vorrichtungen 724 können durch die Einkapselung 712 bedeckt sein, sind jedoch in 32 nicht auf diese Weise dargestellt, so dass die Position des Magnetfeldsensors 104, der Metallklemme 702, der Logikvorrichtung 722 und der passiven Vorrichtungen 724 relativ zu der metallischen Umverdrahtungsschicht 720 sichtbar ist. 32 Fig. 10 is a plan view of a fifth embodiment of the support structure 800 represents the multifunctional connection module 700 used. In the 32 The embodiment shown is similar to that in FIG 31 shown embodiment. In contrast, however, includes the connection module 700 further one or more passive devices 724 such as As capacitors, resistors, etc., on the metallic redistribution layer 720 of the multifunctional connection module 700 are attached. The metal clamp 702 , the magnetic field sensor 104 , the logic device 722 and the passive devices 724 can through the encapsulation 712 be covered, however, are in 32 not shown in this way, so the position of the magnetic field sensor 104 , the metal clamp 702 , the logic device 722 and the passive devices 724 relative to the metallic redistribution layer 720 is visible.

33 stellt eine Draufsicht einer sechsten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die die in 27 gezeigte Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst der Mittelabschnitt 708 der Metallklemme 702 des Verbindungsmoduls 700 einen ersten Leitungszweig 716 und einen zweiten Leitungszweig 718, der von dem ersten Leitungszweig 716 beabstandet ist. Der Magnetfeldsensor 104 umfasst eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a benachbart dem ersten Leitungszweig 716 der Metallklemme 702 und so positioniert, dass ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in dem ersten Leitungszweig 716 fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in einer ersten Richtung trifft, und eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b benachbart dem zweiten Leitungszweig 718 der Metallklemme 702 und so positioniert, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b in einer zweiten Richtung trifft, die anders als die erste Richtung ist. Der Hauptstrom, der zwischen dem/der Halbleiternacktchip/Halbleiterchipbaugruppe 808 und dem entsprechenden Trägermetallbereich 804 geführt ist, fließt durch die Metallklemme 702 des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 und ändert die Richtung entlang der Länge der Metallklemme 702, so dass Streufeldbeiträge durch Differenzabfühlen, das in dem Magnetfeldsensor 104 implementiert ist, ausgelöscht werden, wie hier vorstehend beschrieben. 33 FIG. 12 is a plan view of a sixth embodiment of the support structure. FIG 800 that the in 27 shown version of the multifunctional connection module 700 used. According to this embodiment, the middle section comprises 708 the metal clamp 702 of the connection module 700 a first line branch 716 and a second leg 718 that of the first leg of the line 716 is spaced. The magnetic field sensor 104 includes a first magnetic field sensing component 104a adjacent the first leg 716 the metal clamp 702 and positioned so that a magnetic field produced by current in the first leg 716 flows to the first magnetic field sensing component 104a in a first direction, and a second magnetic field sensing component 104b adjacent the second leg 718 the metal clamp 702 and so positioned the magnetic field on the second magnetic field sensing component 104b in a second direction that is different than the first direction. The main current flowing between the semiconductor bare chip / semiconductor chip assembly 808 and the corresponding carrier metal area 804 is guided, flows through the metal clamp 702 of the multifunctional connection module 700 and changes the direction along the length of the metal clamp 702 , so that stray field contributions by difference sensing, in the magnetic field sensor 104 is implemented, as described hereinabove.

34 stellt eine Draufsicht einer siebten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die die in 26 gezeigte Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet. Gemäß dieser Ausführungsform ist der/die Halbleiternacktchip/Halbleiterchipbaugruppe 808 eine seitliche Transistorvorrichtung mit allen Leistungsanschlüssen an einer Seite, die zu dem Verbindungsmodul 700 weist. Der Mittelabschnitt 708 der Metallklemme 702 des Verbindungsmoduls 700 umfasst einen ersten Leitungszweig 716 und einen zweiten Leitungszweig 718, der von dem ersten Leitungszweig 716 beabstandet ist. Der erste Leitungszweig 716 der Metallklemme 702 stellt eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem ersten Leistungsanschluss 816 an der Oberseite des/der Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppe 808 und einem Metallbereich 804 des Trägers 802 bereit. Der zweite Leitungszweig 718 der Metallklemme 702 stellt eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Leistungsanschluss 818 an der Oberseite des/der Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppe 808 und einem anderen Metallbereich 804 des Trägers 802 bereit. Der Magnetfeldsensor 104 umfasst eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a benachbart dem ersten Leitungszweig 716 der Metallklemme 702 und so positioniert, dass ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in dem ersten Leitungszweig 716 fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in einer ersten Richtung trifft, und eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b benachbart dem zweiten Leitungszweig 718 der Metallklemme 702 und so positioniert, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b in einer zweiten Richtung trifft, die anders als die erste Richtung ist. 34 Fig. 10 is a plan view of a seventh embodiment of the carrier structure 800 that the in 26 shown version of the multifunctional connection module 700 used. According to this embodiment, the semiconductor bare chip / semiconductor chip package is 808 a lateral transistor device with all power terminals on one side leading to the connection module 700 has. The middle section 708 the metal clamp 702 of the connection module 700 includes a first leg 716 and a second leg 718 that of the first leg of the line 716 is spaced. The first line branch 716 the metal clamp 702 provides a direct electrical connection between the first power port 816 at the top of the semiconductor die / semiconductor die package 808 and a metal area 804 of the carrier 802 ready. The second line branch 718 the metal clamp 702 provides a direct electrical connection between the second power port 818 at the top of the semiconductor die / semiconductor die package 808 and another metal area 804 of the carrier 802 ready. The magnetic field sensor 104 includes a first magnetic field sensing component 104a adjacent the first leg 716 the metal clamp 702 and positioned so that a magnetic field produced by current in the first leg 716 flows to the first magnetic field sensing component 104a in a first direction, and a second magnetic field sensing component 104b adjacent the second leg 718 the metal clamp 702 and positioned so that the magnetic field is applied to the second magnetic field sensing component 104b in a second direction that is different than the first direction.

35 stellt eine Draufsicht einer achten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die die in 26 gezeigte Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet. Gemäß dieser Ausführungsform ist der/die Halbleiternacktchip/Halbleiterchipbaugruppe 808 eine vertikale Transistorvorrichtung mit einem ersten Leistungsanschluss (nicht sichtbar) an ihrer Unterseite und an einen ersten Metallbereich 804 des Trägers 802 angebracht, und einem zweiten Leistungsanschluss 818 an der Seite, die zu dem Verbindungsmodul 700 weist. Der Mittelabschnitt 708 der Metallklemme 702 des Verbindungsmoduls 700 umfasst einen ersten Leitungszweig 716 und einen zweiten Leitungszweig 718, der von dem ersten Leitungszweig 716 beabstandet ist. Der erste Leitungszweig 716 der Metallklemme 702 stellt eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem ersten Metallbereich 804 des Trägers 702 und einem zweiten Metallbereich 804 des Trägers 802 bereit. Der zweite Leitungszweig 718 der Metallklemme 702 stellt eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem (zweiten) Leistungsanschluss 818 an der Oberseite des/der Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppe 808 und einem dritten Metallbereich 804 des Trägers 802 bereit. Der Magnetfeldsensor 104 umfasst eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a benachbart dem ersten Leitungszweig 716 der Metallklemme 702 und so positioniert, dass ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in dem ersten Leitungszweig 716 fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente 104a in einer ersten Richtung trifft, und eine zweite Magnetfeld-Abühlkomponente 104b benachbart dem zweiten Leitungszweig 718 der Metallklemme 702 und so positioniert, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente 104b in einer zweiten Richtung trifft, die anders als die erste Richtung ist. 35 Fig. 10 is a plan view of an eighth embodiment of the carrier structure 800 that the in 26 shown version of the multifunctional connection module 700 used. According to this embodiment, the semiconductor bare chip / semiconductor chip package is 808 a vertical transistor device having a first power port (not visible) at its bottom and a first metal region 804 of the carrier 802 attached, and a second power connection 818 on the side leading to the connection module 700 has. The middle section 708 the metal clamp 702 of the connection module 700 includes a first leg 716 and a second leg 718 that of the first leg of the line 716 is spaced. The first line branch 716 the metal clamp 702 provides a direct electrical connection between the first metal region 804 of the carrier 702 and a second metal area 804 of the carrier 802 ready. The second line branch 718 the metal clamp 702 provides a direct electrical connection between the (second) power port 818 at the top of the semiconductor die / semiconductor die package 808 and a third metal area 804 of the carrier 802 ready. The magnetic field sensor 104 includes a first magnetic field sensing component 104a adjacent the first leg 716 the metal clamp 702 and positioned so that a magnetic field produced by current in the first leg 716 flows to the first magnetic field sensing component 104a in a first direction, and a second magnetic field Abühlkomponente 104b adjacent the second leg 718 the metal clamp 702 and positioned so that the magnetic field is applied to the second magnetic field sensing component 104b in a second direction that is different than the first direction.

36 stellt eine Draufsicht einer neunten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die die in einer der 2127 gezeigte Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet. Obwohl das multifunktionale Verbindungsmodul 700 mit einer Einkapselung 712 gezeigt ist, wie in Verbindung mit den 2223 und 2527 gezeigt ist, kann die Einkapselung 712 weggelassen werden, wie in Verbindung mit den 21 und 24 gezeigt ist. In jedem Fall sind wenigstens zwei Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 an den jeweiligen Metallbereichen 804 des Trägers 802 angebracht. Der erste Endabschnitt 704 der Metallklemme 702 (in 36 nicht sichtbar) des Verbindungsmoduls 700 ist an einem/einer ersten aus den Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 angebracht, und der zweite Endabschnitt 706 der Metallklemme 702 (ebenfalls in 36 nicht sichtbar) ist an einem/einer zweiten aus den Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 angebracht, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen zwei Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 über das Verbindungsmodul 700 bereitzustellen. 36 Fig. 10 is a plan view of a ninth embodiment of the carrier structure 800 who are in one of the 21 - 27 shown version of the multifunctional connection module 700 used. Although the multifunctional connection module 700 with an encapsulation 712 as shown in connection with the 22 - 23 and 25 - 27 can be shown, the encapsulation 712 be omitted, as in connection with the 21 and 24 is shown. In any case, there are at least two semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 at the respective metal areas 804 of the carrier 802 appropriate. The first end section 704 the metal clamp 702 (in 36 not visible) of the connection module 700 is at a first of the semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 attached, and the second end portion 706 the metal clamp 702 (also in 36 not visible) is at a / a second of the semiconductor dies / semiconductor chip packages 808 attached to a direct electrical connection between two semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 via the connection module 700 provide.

37 stellt eine Draufsicht einer zehnten Ausführungsform des Trägeraufbaus 800 dar, die die in einer der 2127 gezeigte Version des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet. Obwohl das multifunktionale Verbindungsmodul 700 wieder mit einer Einkapselung 712 gezeigt ist, wie in Verbindung mit den 2223 und 2527 gezeigt ist, kann die Einkapselung 712 weggelassen werden, wie in Verbindung mit den 21 und 24 gezeigt ist. In jedem Fall ist der in 37 gezeigte Trägeraufbau ähnlich der in 36 gezeigten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch der erste Endabschnitt 704 der Metallklemme 702 (in 36 nicht sichtbar) des Verbindungsmoduls 700 an einem ersten Metallbereich 804 des Trägers 802 angebracht, und der zweite Endabschnitt 706 der Metallklemme 702 (in 36 ebenfalls nicht sichtbar) ist an einem zweiten Metallbereich 804 des Trägers 802 angebracht, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen den zwei Metallbereichen 804 des Trägers 802 bereitzustellen. In einigen Fällen können die zwei Metallbereiche 804 geerdet sein, um eine Source-Verbindung mit den entsprechenden Halbleiternacktchips/Halbleiterchipbaugruppen 808 über die jeweiligen Trägermetallbereiche 804 bereitzustellen. In diesen Fällen kann der Magnetfeldsensor 104 des multifunktionalen Verbindungsmoduls 700 verwendet werden, um Temperatur und/oder Strom abzufühlen. 37 Fig. 10 is a plan view of a tenth embodiment of the support structure 800 who are in one of the 21 - 27 shown version of the multifunctional connection module 700 used. Although the multifunctional connection module 700 again with an encapsulation 712 as shown in connection with the 22 - 23 and 25 - 27 can be shown, the encapsulation 712 be omitted, as in connection with the 21 and 24 is shown. In any case, the in 37 shown carrier structure similar to in 36 shown embodiment. In contrast, however, is the first end section 704 the metal clamp 702 (in 36 not visible) of the connection module 700 at a first metal area 804 of the carrier 802 attached, and the second end portion 706 the metal clamp 702 (in 36 also not visible) is on a second metal area 804 of the carrier 802 attached to a direct electrical connection between the two metal areas 804 of the carrier 802 provide. In some cases, the two metal areas 804 be grounded to a source connection with the corresponding semiconductor dies / semiconductor chip assemblies 808 over the respective carrier metal areas 804 provide. In these cases, the magnetic field sensor 104 of the multifunctional connection module 700 used to sense temperature and / or current.

Wie hier verwendet sind die Begriffe „aufweisen”, „beinhalten”, „enthalten”, „umfassen” und dergleichen offene Begriffe, die das Vorhandensein genannter Elemente oder Merkmale angeben, jedoch zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die Artikel „ein/e/r” und „der/die/das” sollen sowohl den Plural als auch den Singular enthalten, sofern der Kontext nicht deutlich etwas anderes angibt.As used herein, the terms "comprising," "including," "containing," "comprising" and the like are open-ended terms that indicate the presence of said elements or features, but do not preclude additional elements or features. The articles "a / e" and "the" should contain both the plural and the singular, unless the context clearly indicates otherwise.

Es ist zu verstehen, dass die Merkmale der verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert sein können, sofern nicht spezifisch anders angemerkt.It is to be understood that the features of the various embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise.

Obwohl spezifische Ausführungsformen hier dargestellt und beschrieben worden sind, ist durch normale Fachleute zu erkennen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen für die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll alle Anpassungen oder Variationen der hier diskutierten spezifischen Ausführungsformen abdecken. Deshalb ist vorgesehen, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente eingeschränkt sein soll.Although specific embodiments have been illustrated and described herein, it will be appreciated by those of ordinary skill in the art that a variety of alternative and / or equivalent implementations may be substituted for the specific embodiments shown and described without departing from the scope of the present invention. This application is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein. It is therefore intended that this invention be limited only by the claims and their equivalents.

Claims (25)

Verbindungsmodul, das Folgendes umfasst: eine Metallklemme, die einen ersten Endabschnitt, einen zweiten Endabschnitt und einen Mittelabschnitt, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, umfasst, wobei der erste Endabschnitt zum externen Anbringen an einem/einer Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an einem Träger oder an einem Metallbereich des Trägers angebracht ist, konfiguriert ist, der zweite Endabschnitt zum externen Anbringen an einem anderen Metallbereich des Trägers oder an einem/einer anderen Halbleiterchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an dem Träger angebracht ist, konfiguriert ist; und einen Magnetfeldsensor, der an der Metallklemme befestigt ist, wobei der Magnetfeldsensor arbeitet, um ein Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom produziert wird, der durch die Metallklemme fließt.Connection module, comprising: a metal clip comprising a first end portion, a second end portion, and a mid portion extending between the first and second end portions, the first end portion being for external attachment to a semiconductor die or semiconductor die assembly attached to a support configured on a metal portion of the carrier, the second end portion is configured for external attachment to another metal portion of the carrier or to another semiconductor die or semiconductor die assembly mounted on the carrier; and a magnetic field sensor attached to the metal terminal, the magnetic field sensor operating to sense a magnetic field produced by current flowing through the metal terminal. Verbindungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Magnetfeldsensor von der Metallklemme galvanisch isoliert ist.A connection module according to claim 1, wherein the magnetic field sensor is galvanically isolated from the metal terminal. Verbindungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Metallklemme in eine Einkapselung eingebettet ist und wobei elektrische Kontaktstellen, die an einer Seite des Magnetfeldsensors angeordnet sind, die von der Metallklemme weg weist, eine freigelegte Oberfläche aufweisen, die nicht durch die Einkapselung bedeckt ist.The connector module of claim 1 or 2, wherein the metal terminal is embedded in an encapsulant, and wherein electrical contact pads disposed on a side of the magnetic field sensor facing away from the metal terminal have an exposed surface that is not covered by the encapsulation. Verbindungsmodul nach Anspruch 3, wobei eine Oberfläche des Mittelabschnitts der Metallklemme, die von dem Magnetfeldsensor weg weist, durch die Einkapselung bedeckt ist und wobei der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt jeweils eine freigelegte Oberfläche aufweisen, die von dem Magnetfeldsensor weg weist und die von der Einkapselung nicht bedeckt ist.The connection module according to claim 3, wherein a surface of the center portion of the metal terminal facing away from the magnetic field sensor is covered by the encapsulant and wherein the first end portion and the second end portion each have an exposed surface facing away from the magnetic field sensor and that of the first Encapsulation is not covered. Verbindungsmodul nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Einkapselung ein Klebemittel, eine Gussmasse oder ein Laminat ist.A connection module according to claim 3 or 4, wherein the encapsulation is an adhesive, a molding compound or a laminate. Verbindungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner Folgendes umfasst: eine metallische Umverdrahtungsschicht, die in die Einkapselung eingebettet ist und von der Metallklemme getrennt ist.The interconnection module of any one of the preceding claims, further comprising: a metallic redistribution layer embedded in the encapsulant and separated from the metal terminal. Verbindungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mittelabschnitt der Metallklemme einen ersten Leitungszweig und einen zweiten Leitungszweig getrennt von dem ersten Leitungszweig umfasst und wobei der Magnetfeldsensor eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente benachbart dem ersten Leitungszweig und so positioniert, dass ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in dem ersten Leitungszweig fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente in einer ersten Richtung trifft, und eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente benachbart dem zweiten Leitungszweig und so positioniert, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente in einer zweiten Richtung, die anders als die erste Richtung ist, trifft, umfasst.The interconnect module of claim 1, wherein the mid portion of the metal terminal comprises a first leg and a second leg separate from the first leg, and wherein the magnetic field sensor positions a first magnetic field sensing component adjacent the first leg and such that a magnetic field produced by current flowing in the first leg, meeting the first magnetic field sensing component in a first direction, and a second magnetic field sensing component adjacent the second leg, and positioned so that the magnetic field is applied to the second magnetic field sensing component in a second direction different than the first direction is, hits, encompasses. Verbindungsmodul nach Anspruch 7, wobei der Magnetfeldsensor arbeitet, um ein elektrisches Signal zu produzieren, das proportional dem Magnetfeld ist, und wobei das elektrische Signal eine erste Signalkomponente, die durch die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente ausgegeben wird, und eine zweite Signalkomponente, die durch die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente ausgegeben wird, umfasst.The interconnect module of claim 7, wherein the magnetic field sensor operates to produce an electrical signal proportional to the magnetic field, and wherein the electrical signal comprises a first signal component output by the first magnetic field sensing component and a second signal component transmitted by the first magnetic field sensor first magnetic field sensing component is output. Verbindungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner Folgendes umfasst: eine Logikvorrichtung, die an der Metallklemme befestigt ist und arbeitet, um den Magnetfeldsensor zu steuern.The interconnection module of any one of the preceding claims, further comprising: a logic device attached to the metal clamp and operative to control the magnetic field sensor. Verbindungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetfeldsensor an der Metallklemme durch einen Abstandshalter befestigt ist.A connection module according to any one of the preceding claims, wherein the magnetic field sensor is attached to the metal terminal by a spacer. Verbindungsmodul nach Anspruch 10, wobei der Abstandshalter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einem Polymer; einer Keramik; Silizium; Glas; einer nichtleitenden Folie; und einer Folie.The interconnect module of claim 10, wherein the spacer is selected from the group consisting of: a polymer; a ceramic; Silicon; Glass; a non-conductive foil; and a slide. Verbindungsmodul nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Abstandshalter eine Dicke aufweist, so dass die Stärke des Magnetfelds, die in den Magnetfeldsensor eintritt, auf ein nicht zerstörendes Niveau reduziert ist.A connection module according to claim 10 or 11, wherein the spacer has a thickness such that the strength of the magnetic field entering the magnetic field sensor is reduced to a non-destructive level. Trägeraufbau, der Folgendes umfasst: einen Träger, der mehrere Metallbereiche umfasst, die in ein elektrisch isolierendes Material eingebettet oder daran angebracht sind; eine/n erste/n Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe, der/die an einem ersten aus den Metallbereichen des Trägers angebracht ist; und ein erstes Verbindungsmodul, das Folgendes umfasst: eine Metallklemme, die einen ersten Endabschnitt, einen zweiten Endabschnitt und einen Mittelabschnitt, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, umfasst, wobei der erste Endabschnitt an dem ersten Metallbereich des Trägers oder an dem/der ersten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist, der zweite Endabschnitt an einem zweiten Metallbereich des Trägers oder an einem/einer zweiten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist, der/die an dem Träger angebracht ist; und einen Magnetfeldsensor, der an der Metallklemme befestigt ist, wobei der Magnetfeldsensor arbeitet, um ein Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom produziert wird, der durch die Metallklemme fließt.A support structure comprising: a support comprising a plurality of metal portions embedded in or attached to an electrically insulating material; a first semiconductor die or semiconductor die assembly mounted on a first one of the metal regions of the carrier; and a first connection module, comprising: a metal clamp having a first end portion, a second end portion and a middle portion extending between the first and second end portions, the first end portion being attached to the first metal portion of the carrier or attached to the first semiconductor die or semiconductor die package, the second end portion is attached to a second metal region of the carrier or to a second semiconductor die or semiconductor die assembly mounted to the carrier; and a magnetic field sensor attached to the metal terminal, the magnetic field sensor operating to sense a magnetic field produced by current flowing through the metal terminal. Trägeraufbau nach Anspruch 13, wobei der Magnetfeldsensor von der Metallklemme galvanisch isoliert ist.A support structure according to claim 13, wherein the magnetic field sensor is galvanically isolated from the metal terminal. Trägeraufbau nach Anspruch 13 oder 14, wobei das erste Verbindungsmodul ferner eine Einkapselung umfasst, in die die Metallklemme eingebettet ist, und wobei elektrische Kontaktstellen, die an einer Seite des Magnetfeldsensors angeordnet sind, die von der Metallklemme weg weist, eine Oberfläche aufweisen, die nicht durch die Einkapselung bedeckt ist.The support structure of claim 13 or 14, wherein the first connection module further comprises an encapsulation in which the metal terminal is embedded, and wherein electrical contact pads disposed on a side of the magnetic field sensor facing away from the metal terminal have a surface that is not covered by the encapsulation. Trägeraufbau nach Anspruch 15, wobei eine Oberfläche des Mittelabschnitts der Metallklemme, die von dem Magnetfeldsensor weg weist, durch die Einkapselung bedeckt ist, wobei der erste Endabschnitt der Metallklemme eine Oberfläche aufweist, die nicht durch die Einkapselung bedeckt ist und an dem ersten Metallbereich des Trägers oder an dem/der ersten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist, und wobei der zweite Endabschnitt der Metallklemme eine Oberfläche aufweist, die nicht durch die Einkapselung bedeckt ist und an dem zweiten Metallbereich des Trägers oder an dem/der zweiten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist.The support structure of claim 15, wherein a surface of the center portion of the metal terminal facing away from the magnetic field sensor is covered by the encapsulant, the first end portion of the metal clamp having a surface not covered by the encapsulant and on the first metal portion of the support or attached to the first semiconductor die or semiconductor die package, and wherein the second end portion of the metal clip has a surface that is not covered by the encapsulant and attached to the second metal region of the carrier or to the second semiconductor die or semiconductor die assembly. Trägeraufbau nach Anspruch 15 oder 16, wobei das erste Verbindungsmodul ferner eine metallische Umverdrahtungsschicht umfasst, die in die Einkapselung eingebettet und von der Metallklemme getrennt ist, und wobei der Trägeraufbau ferner Folgendes umfasst: mehrere elektrische Leiter, die unterschiedliche aus den Metallbereichen des Trägers mit der metallische Umverdrahtungsschicht des ersten Verbindungsmoduls verbinden.The support structure of claim 15 or 16, wherein the first connection module further comprises a metallic redistribution layer embedded in the encapsulant and separated from the metal terminal, and wherein the support structure further comprises: a plurality of electrical conductors connecting different ones of the metal portions of the carrier to the metallic redistribution layer of the first connection module. Trägeraufbau nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Mittelabschnitt der Metallklemme des ersten Verbindungsmoduls einen ersten Leitungszweig und einen zweiten Leitungszweig getrennt von dem ersten Leitungszweig umfasst und wobei der Magnetfeldsensor des ersten Verbindungsmoduls eine erste Magnetfeld-Abfühlkomponente benachbart dem ersten Leitungszweig und so positioniert, dass ein Magnetfeld, das durch Strom produziert wird, der in dem ersten Leitungszweig fließt, auf die erste Magnetfeld-Abfühlkomponente in einer ersten Richtung trifft, und eine zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente benachbart dem zweiten Leitungszweig und so positioniert, dass das Magnetfeld auf die zweite Magnetfeld-Abfühlkomponente in einer zweiten Richtung, die anders als die erste Richtung ist, trifft, umfasst.The support structure according to claim 13, wherein the middle portion of the metal terminal of the first connection module comprises a first leg and a second leg separate from the first leg and wherein the magnetic field sensor of the first connection module positions a first magnetic field sensing component adjacent the first leg and so in that a magnetic field produced by current flowing in the first leg of the line meets the first magnetic field sensing component in a first direction, and a second magnetic field sensing component adjacent to the second leg and positioned so that the magnetic field is applied to the second magnetic field Sensing component in a second direction that is different than the first direction. Trägeraufbau nach Anspruch 18, wobei der erste Halbleiternacktchip oder die erste Halbleiterchipbaugruppe eine seitliche Transistorvorrichtung ist, wobei alle Leistungsanschlüsse an einer Seite sind, die zu dem ersten Verbindungsmodul weist, wobei der erste Leitungszweig des ersten Verbindungsmoduls eine direkte elektrische Verbindung zwischen einem ersten aus den Leistungsanschlüssen und dem zweiten Metallbereich des Trägers bereitstellt und wobei der zweite Leitungszweig des ersten Verbindungsmoduls eine direkte elektrische Verbindung zwischen einem zweiten aus den Leistungsanschlüssen und einem dritten aus den Metallbereichen des Trägers bereitstellt.The carrier assembly of claim 18, wherein the first semiconductor die or the first semiconductor die assembly is a side transistor device, wherein all of the power terminals are on a side facing the first interconnect module, wherein the first leg of the first interconnect module is a direct electrical connection between a first one of the power terminals and the second metal region of the carrier, and wherein the second line branch of the first connection module provides a direct electrical connection between a second one of the power terminals and a third one of the metal regions of the carrier. Trägeraufbau nach Anspruch 18 oder 19, wobei der/die erste Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe eine vertikale Transistorvorrichtung ist mit einem ersten Leistungsanschluss, der an dem ersten Metallbereich des Trägers angebracht ist, und einem zweiten Leistungsanschluss an einer Seite, die zu dem ersten Verbindungsmodul weist, wobei der erste Leitungszweig des ersten Verbindungsmoduls eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Metallbereich des Trägers bereitstellt und wobei der zweite Leitungszweig des ersten Verbindungsmoduls eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Leistungsanschluss und einem dritten aus den Metallbereichen des Trägers bereitstellt.The support structure of claim 18, wherein the first semiconductor bare chip or semiconductor chip package is a vertical transistor device having a first power terminal attached to the first metal region of the carrier and a second power terminal on a side facing the first interconnect module the first line branch of the first connection module provides a direct electrical connection between the first and second metal regions of the carrier, and wherein the second line branch of the first connection module provides a direct electrical connection between the second power connection and a third one of the metal regions of the carrier. Trägeraufbau nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei der erste Endabschnitt der Metallklemme des ersten Verbindungsmoduls an dem/der ersten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist, und der zweite Endabschnitt der Metallklemme des ersten Verbindungsmoduls an dem/der zweiten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem/der ersten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe und dem/der zweiten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe bereitzustellen.The support structure according to claim 13, wherein the first end portion of the metal terminal of the first connection module is attached to the first semiconductor bare chip or semiconductor chip package, and the second end portion of the metal terminal of the first connection module is attached to the second semiconductor bare chip or semiconductor chip package to provide a direct electrical connection between the first semiconductor die or semiconductor die assembly and the second semiconductor die or semiconductor die assembly. Trägeraufbau nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei der erste Endabschnitt der Metallklemme des ersten Verbindungsmoduls an dem ersten Metallbereich des Trägers angebracht ist und der zweite Endabschnitt der Metallklemme des ersten Verbindungsmoduls an dem zweiten Metallbereich des Trägers angebracht ist, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Metallbereich des Trägers bereitzustellen.A support structure according to any one of claims 13 to 21, wherein the first end portion of the metal terminal of the first connection module is attached to the first metal portion of the support and the second end portion of the metal terminal of the first connection module is attached to the second metal portion of the support provide electrical connection between the first and the second metal region of the carrier. Trägeraufbau nach einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei der Magnetfeldsensor des ersten Verbindungsmoduls an der Metallklemme durch einen Abstandshalter befestigt ist.A support structure according to any one of claims 13 to 22, wherein the magnetic field sensor of the first connection module is fixed to the metal terminal by a spacer. Trägeraufbau nach einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei der erste Endabschnitt der Metallklemme des ersten Verbindungsmoduls an dem/der ersten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist, und der zweite Endabschnitt der Metallklemme des ersten Verbindungsmoduls an dem zweiten Metallbereich des Trägers angebracht ist, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem/der ersten Halbleiterchip oder Halbleiterchipbaugruppe und dem zweiten Metallbereich des Trägers bereitzustellen, und wobei der Trägeraufbau ferner Folgendes umfasst: ein zweites Verbindungsmodul, das Folgendes umfasst: eine Metallklemme, die einen ersten Endabschnitt, einen zweiten Endabschnitt und einen Mittelabschnitt, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt erstreckt, aufweist, wobei der erste Endabschnitt an dem/der zweiten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe angebracht ist und der zweite Endabschnitt an einem dritten Metallbereich des Trägers angebracht ist, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem/der zweiten Halbleiternacktchip oder Halbleiterchipbaugruppe und dem dritten Metallbereich des Trägers bereitzustellen; und einen Magnetfeldsensor, der an der Metallklemme befestigt ist, wobei der Magnetfeldsensor des zweiten Verbindungsmoduls arbeitet, um ein Magnetfeld abzufühlen, das durch Strom produziert wird, der durch die Metallklemme des zweiten Verbindungsmoduls fließt.The support structure according to any of claims 13 to 23, wherein the first end portion of the metal terminal of the first connection module is attached to the first semiconductor bare chip or semiconductor chip package, and the second end portion of the metal terminal of the first connection module is attached to the second metal region of the support to be direct provide electrical connection between the first semiconductor chip or semiconductor chip assembly and the second metal region of the carrier, and wherein the carrier assembly further comprises: a second connection module, comprising: a metal terminal having a first end portion, a second end portion, and a middle portion extending between the first and second end portions, the first end portion being attached to the second semiconductor die or semiconductor die assembly and the second end portion being attached to a third metal portion the carrier is mounted to provide a direct electrical connection between the second semiconductor bare chip or semiconductor chip assembly and the third metal region of the carrier; and a magnetic field sensor attached to the metal terminal, wherein the magnetic field sensor of the second connection module operates to sense a magnetic field produced by current flowing through the metal terminal of the second connection module. Trägeraufbau nach einem der Ansprüche 13 bis 24, der ferner mehrere elektrische Leiter umfasst, die unterschiedliche der Metallbereiche des Trägers mit elektrischen Kontaktstellen, die an einer Seite des Magnetfeldsensors, die von der Metallklemme weg weist, angeordnet sind, zu verbinden.The support structure of any one of claims 13 to 24, further comprising a plurality of electrical conductors connecting different ones of the metal portions of the support with electrical contact pads disposed on a side of the magnetic field sensor facing away from the metal terminal.
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