DE102018111011A1

DE102018111011A1 - Magnetfeldsensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102018111011A1
Application number: DE102018111011.1A
Authority: DE
Inventors: Mario Motz
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-11-14
Also published as: US20190346515A1; US11879951B2; CN110456289A; CN110456289B

Abstract

Es werden Magnetfeldsensorvorrichtungen (10) diskutiert. Eine Magnetfeldsensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel weist dabei eine Spule (15) und einen Magnetfeldsensor (17) auf. Ein Chip (13), welche die Spule (15) und den Magnetfeldsensor (17) trägt, ist auf einem Leadframe (11) angeordnet. Der Leadframe weist eine Aussparung (12) auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Magnetfeldsensorvorrichtungen.
HINTERGRUND
Magnetfeldsensorvorrichtungen werden in verschiedenen Anwendungen benutzt, um Magnetfelder zu messen. Derartige Magnetfeldsensorvorrichtungen werden beispielsweise zum indirekten Messen von Strömen über eine Messung des von dem Strom erzeugten Magnetfelds oder auch in anderen Anwendungen verwendet, in denen Magnetfelder gemessen werden sollen. Bei manchen Anwendungen ist es dabei wünschenswert, Magnetfelder über eine hohe Frequenzbandbreite, beispielsweise von statischen Magnetfeldern bis zu Hochfrequenzmagnetfeldern von einer Frequenz bis zu 100 kHz oder bis in den MHz-Bereich zu messen.
Um derartige Magnetfeldsensorvorrichtungen herzustellen, können Magnetfeldsensoren wie Hall-Sensoren und Spulen beispielsweise innerhalb von Halbleiterprozessen auf einem Chip, beispielsweise einem Siliziumchip, hergestellt werden. Ein solcher Chip wird dann bei manchen Fertigungsprozessen auf einen Leadframe montiert, wodurch elektrische Verbindungen zur Außenwelt geschaffen werden. In einem derartigen Leadframe können jedoch Wirbelströme entstehen, welche die Magnetfeldmessungen mit dem Hall-Sensor und/oder der Spule beeinträchtigen.
KURZFASSUNG
Es werden eine Magnetfeldsensorvorrichtung nach Anspruch 1, 6 oder 16 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen sowie ein System mit einer derartigen Magnetfeldsensorvorrichtung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Magnetfeldsensorvorrichtung bereitgestellt, aufweisend:

einen Chip, wobei der Chip einen Magnetfeldsensor und eine Spule aufweist, und
einen Leadframe aus einem elektrisch leitenden Material, wobei der Leadframe eine Aussparung aufweist,
wobei die Spule, der Magnetfeldsensor und die Aussparung derart angeordnet sind, dass bei einer Orthogonalprojektion des Magnetfeldsensors und der Aussparung auf eine Ebene, die durch die Windungen der Spule festgelegt ist:
- - der Magnetfeldsensor innerhalb einer von einer äußeren Windung der Spule umschlossenen Fläche angeordnet ist,
- - zumindest 75% der sensitiven Fläche des Magnetfeldsensors innerhalb der Aussparung liegt, und
- - die von der äußeren Windung der Spule umschlossene Fläche zumindest zu 25% innerhalb der Aussparung liegt.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine Magnetfeldsensorvorrichtung bereitgestellt, aufweisend:

einen Chip, wobei der Chip einen Magnetfeldsensor und eine Spule aufweist, wobei die Spule und der Magnetfeldsensor derart angeordnet sind, dass bei einer Orthogonalprojektion des Magnetfeldsensors auf eine Ebene, die durch die Windungen der Spule festgelegt ist, eine sensitive Fläche des Magnetfeldsensors innerhalb einer von einer äußeren Windung der Spule umschlossenen Fläche liegt, und
einen nichtleitenden Träger, wobei der Chip auf dem nichtleitenden Träger angebracht ist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Magnetfeldsensorvorrichtung bereitgestellt, aufweisend:

einen Chip, wobei der Chip eine Spule aufweist, und
einen Leadframe aus einem elektrisch leitenden Material, wobei der Leadframe eine Aussparung aufweist, wobei die Spule und die Aussparung derart angeordnet sind, dass bei einer Orthogonalprojektion der Aussparung auf eine Ebene, die durch die Windungen der Spule festgelegt ist:
- - die von der äußeren Windung der Spule umschlossene Fläche zumindest zu 25% innerhalb der Aussparung liegt.

Die obige Kurzfassung dient lediglich als kurzer Überblick über manche Merkmale mancher Ausführungsbeispiele und ist nicht als einschränkend auszulegen.
Figurenliste

Die 1A ist eine Draufsicht auf eine Magnetfeldsensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die 1B ist eine schematische Querschnittsansicht der Magnetfeldsensorvorrichtung der 1A entlang einer Linie A-A' der 1A.
Die 1C ist eine schematische Perspektivansicht der Magnetfeldsensorvorrichtung der 1A und 1B.
Die 1D ist eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Spulenfläche in dem Ausführungsbeispiel der 1A-1C.
Die 2 ist eine Querschnittsansicht einer Magnetfeldsensorvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die 3 ist eine Querschnittsansicht einer Magnetfeldsensorvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die 4 ist eine Draufsicht auf eine Magnetfeldsensorvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die 5-8 zeigen Auswerteschaltungen, die in Magnetfeldsensorvorrichtungen gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele verwendbar sind.
Die 9 zeigt ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die 10 ist eine Draufsicht auf eine Magnetfeldsensorvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele detailliert erläutert. Es ist zu betonen, dass diese Ausführungsbeispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und nicht als einschränkend auszulegen sind. Insbesondere können andere Ausführungsbeispiele auch weniger als die dargestellten Komponenten enthalten, und/oder können zusätzliche Komponenten enthalten, beispielsweise in herkömmlichen Magnetfeldsensorvorrichtungen verwendete Komponenten. Variationen, Abwandlungen und Details, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sind auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar und werden daher nicht wiederholt beschrieben. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispiele zu bilden. Sofern nichts angegeben beziehen sich Ausdrücke wie „leitend“, „nichtleitend“, „Isolator“, „Leiterbahn“ etc. auf die elektrische Leitfähigkeit.
Die 1A bis 1D zeigen eine Magnetfeldsensorvorrichtung 10 gemäß mancher Ausführungsbeispiele. Dabei zeigt die 1A eine schematische Draufsicht auf die Magnetfeldsensorvorrichtung 10, die 1B zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Magnetfeldsensorvorrichtung 10 etwa entlang einer Linie A-A' der 1A, die 1C zeigt eine schematische Perspektivansicht der Magnetfeldsensorvorrichtung 10, und die 1D zeigt eine Spule 15 der Magnetfeldsensorvorrichtung 10 zur Veranschaulichung einer Spulenfläche.
Die Magnetfeldsensorvorrichtung 10 weist einen Chip 13 auf, welcher über eine oder mehrere Isolations- und/oder Kleberschicht(en) 14 auf einem Leadframe 11 angebracht ist. Der Chip 13 kann insbesondere ein Halbleiterchip wie ein Siliziumchip sein.
Auf dem Chip 13 ist ein Magnetfeldsensor 17 ausgebildet. Der Magnetfeldsensor 17 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein horizontaler Hall-Sensor. Hall-Sensoren messen ein Magnetfeld beruhend auf dem Hall-Effekt, indem ein Strom durch den Hall-Sensor geschickt wird und eine sich ergebende Hall-Spannung gemessen wird. Zur Messung weist der Magnetfeldsensor 17 Anschlüsse auf, in dem Ausführungsbeispiel der 1A-1D vier Anschlüsse 18A bis 18D (im Folgenden zusammenfassend als Anschlüsse 18 bezeichnet). In dem dargestellten Fall eines Hall-Sensors als Magnetfeldsensor 17 dienen zwei der Anschlüsse 18 zur Zuführung eines Stroms, und die anderen zwei Anschlüsse dienen zur Messung der Hall-Spannung. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird der als Hall-Sensor ausgestaltete Magnetfeldsensor 17 mit einer so genannten „Spinning Current“-Technik betrieben. Bei dieser Technik werden in mehreren hintereinander folgenden Phasen verschiedene der Anschlüsse 18 zur Stromzuführung und zur Messung der Hall-Spannung verwendete, und die sich über die Phasen ergebenden Hall-Spannungen werden kombiniert, wodurch ein Offset und tieffrequentes Flickerrauschen des Hallsensors im Wesentlichen eliminiert werden können. Diese Spinning-Current-Technik ist eine für sich bekannte Technik, und wird daher hier nicht näher erläutert. Der Magnetfeldsensor 17 kann auf dem Chip 13 mittels herkömmlicher Halbleiterprozesse ausgebildet werden.
Während der Magnetfeldsensor 17 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein horizontaler Hall-Sensor ist, d.h. ein Hall-Sensor, dessen sensitive Fläche parallel zu einer Oberfläche des Chips 13 liegt, können bei anderen Ausführungsbeispielen auch andere Arten von Magnetfeldsensoren wie vertikale Hall-Sensoren, auf Magnetwiderstand beruhende Sensoren (auch als XMR-Sensoren bekannt) oder ein Vortexsensor wie in der früheren Anmeldung der Anmelderin mit dem Amtsaktenzeichen US 14/141,660 , eingereicht am 27. Dezember 2013, beschrieben, verwendet werden. Die sensitive Fläche bezeichnet dabei die Fläche des Magnetfeldsensors 17, innerhalb der der Magnetfeldsensor 17 gegenüber Magnetfeldern empfindlich ist. In anderen Worten trägt nur ein Anteil eines Magnetfelds, das durch diese sensitive Fläche hindurchgeht, zu einem Messsignal des Magnetfeldsensors bei. Im Falle eines horizontalen Hall-Sensors ist der Magnetfeldsensor gegenüber senkrecht zu der Zeichenebene der 1A stehenden Magnetfeldern sensitiv. Im Falle anderer Magnetfeldsensoren kann eine Einbaurichtung der Magnetfeldsensoren so gewählt sein, dass ebenso eine Sensitivität gegenüber Magnetfeldern senkrecht zur Zeichenebene der 1A vorliegt.
Der Magnetfeldsensor 17 ist insbesondere für niederfrequente Magnetfelder, beispielsweise Magnetfelder mit einer Frequenz unterhalb 10 kHz einschließlich statischer Magnetfelder, sensitiv. Für Magnetfelder höherer Frequenzen sinkt die Sensitivität des Magnetfeldsensors 17.
Zur Messung von höherfrequenten Magnetfeldern, beispielsweise mit Frequenzen oberhalb von 10 kHz bis zu 100 kHz oder bis in den MHz-Bereich, ist eine Spule 15 bereitgestellt. Die Spule 15 ist im Wesentlichen in einer Ebene parallel zu der Oberfläche des Chips angeordnet, wie insbesondere in der Querschnittsansicht der 1B ersichtlich. Die Spule 15 kann insbesondere in mit herkömmlichen Halbleiterprozessen auf dem Chip 13 ausgebildeten Metalllagen ausgebildet sein. Übrige Teile dieser Metalllagen sind nicht dargestellt, weswegen die Spule 15 in der Querschnittsansicht der 1B und der Perspektivansicht der 1C über dem Chip 13 zu schweben scheint. Hier sind jedoch wie bei herkömmlichen Halbleiterprozessen mehrere Metalllagen übereinander angeordnet, welche durch nicht dargestellte Isolationsschichten (beispielsweise Siliziumdioxid) getrennt sind und welche entsprechend strukturiert sind, um die Spule auszubilden. Dabei ist die Spule 15 in einer der Metalllagen angeordnet. Um Spulenanschlüsse bei 16A, 16B zu bilden, kann über vertikale Verbindungen 111A, 111B, wie insbesondere in 1B ersichtlich, eine Verbindung 110 in einer anderen Metalllage kontaktiert werden und so eine elektrische Verbindung zwischen dem Inneren der Spule 15.
In der Spule 15 werden durch Magnetfelder, die ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene der 1A stehen, Ströme induziert. Gemäß den Regeln der magnetischen Induktion sind dabei Wechselfelder erforderlich, was dazu führt, dass die Spule 15 insbesondere gegenüber Magnetfeldern höherer Frequenz sensitiv ist.
Ein Vorteil der Verwendung eines horizontalen Hall-Sensors bei manchen Ausführungsbeispielen ist es daher, dass dieser in herkömmlichen Halbleiterprozessen mit einer Spule zusammen derart gefertigt werden kann, dass sowohl der Hallsensor als auch die Spule gegenüber Magnetfeldern in der gleichen Richtung sensitiv ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Magnetfeldsensor 17 innerhalb einer von der Spule 15 umschlossenen Fläche angeordnet. „Innerhalb einer von der Spule 15 umschlossenen Fläche angeordnet“ bedeutet dabei, dass die sensitive Fläche des Magnetfeldsensors 17 bei einer Orthogonalprojektion auf die Ebene der Spule 15 auf innerhalb der von der Spule 15 umschlossenen Fläche liegt. Unter einer Orthogonalprojektion ist dabei eine Projektion senkrecht zu der Ebene, auf die projiziert wird, in diesem Fall die Ebene der Spule. Die Ebene der Spule ist dabei die Ebene, die durch die Windungen der Spule 15 festgelegt ist, d.h. in der die Windungen der Spule 15 liegen. Diese Orthogonalprojektion entspricht im Wesentlichen der Draufsicht der 1A.
Die von der Spule umschlossene Fläche ist als Fläche 115 in der 1D durch eine senkrechte Schraffur gekennzeichnet und entspricht im Rahmen dieser Anmeldung einer Fläche, welche von einer äußersten Windung der Spule 15 umschlossen ist, wie dies in 1D dargestellt ist. Die Zeichenebene der 1D entspricht dabei der oben angesprochenen Ebene der Spule. Der Magnetfeldsensor 17 liegt also in einer Orthogonalprojektion senkrecht zu der Ebene der Spule 15 innerhalb der Fläche 115. Eine derartige Projektion ist in 1C durch Linien 113A-113C für den Magnetfeldsensor 17 angedeutet.
Durch eine derartige Anordnung des Magnetfeldsensors 17 und der Spule 15 messen der Magnetfeldsensor 17 und die Spule 15 im Wesentlichen das gleiche Magnetfeld. Dieses Magnetfeld kann mittels der Kombination aus Spule 15 und Magnetfeldsensor 17 bei manchen Ausführungsbeispielen über eine große Bandbreite von statischen Magnetfeldern bis in den MHz-Bereich mit niedrigem Rauschen und niedrigem Versatz (Offset) sowie hoher Linearität gemessen werden. Zudem können der Magnetfeldsensor 17 als Hall-Sensor sowie die Spule 15 innerhalb von Standardhalbleiterprozessen ausgebildet werden.
Bei einer Anordnung des Chips 13 mit dem Magnetfeldsensor 17 und der Spule 15 auf einem Leadframe kann es bei herkömmlichen Leadframes zu Wirbelströmen durch das zu messende Magnetfeld und hierdurch zu magnetischen Rückkopplungseffekten in die Spule 15 und/oder den Magnetfeldsensor 17 kommen, was die Messung des Magnetfeldes verfälschen kann, beispielsweise ein zusätzliches Rauschen bewirken kann. Um derartige Wirbelströme zumindest teilweise zu unterdrücken, weist der Leadframe 11 der Magnetfeldsensorvorrichtung 10 einen Schlitz 12 auf, d.h. aus einem leitfähigen Material des Leadframes 11, typischerweise einem Metall, ist der Schlitz 12 ausgespart. Die Spule 15 und der Magnetfeldsensor 17 liegen dabei in der bereits erwähnten Projektion senkrecht zur Zeichenebene der 1A, wie durch die Linien 112A- 112B und 113A-113C in der 1C angedeutet, zumindest teilweise über dem Schlitz 12 so, dass die Spule 15 und der Magnetfeldsensor 17 in der oben beschriebenen Orthogonalprojektion in die Ebene der Spule 15 zumindest teilweise innerhalb des Schlitzes 12 liegen. Für den Schlitz 12 ist diese Orthogonalprojektion in die Ebene der Spule 15 durch Linien 112A - 112C angedeutet.
Insbesondere liegen bei manchen Ausführungsbeispielen mindestens 75% der sensitiven Fläche, insbesondere mindestens 90% der sensitiven Fläche oder sogar die gesamte sensitiven Fläche des Magnetfeldsensors 17 in dieser Orthogonalprojektion in dem Schlitz 12. Die sensitive Fläche des Magnetfeldsensors 17 kann also in der Orthogonalprojektion auch etwas über den Schlitz 12 hinausragen, z.B. wenn die sensitive Fläche in einer Richtung etwas Größer als der Schlitz ist, z.B. 120% der entsprechenden Abmessung aufweist. Die sensitive Fläche des Magnetfeldsensors kann aber auch entsprechend kleiner sein und in der Orthogonalprojektion vollständig innerhalb des Schlitzes liegen. In ähnlicher Weise liegen mindestens 25%, insbesondere mindestens 40% oder mindestens 50% der von der äußersten Windung der Spule 15 umschlossen Fläche 115 in der Orthogonalprojektion innerhalb des Schlitzes 12. Durch den Schlitz 12 werden wie durch eine gestrichelte Linie 19 in 1A angedeutet Wirbelströme unterbrochen und somit unterdrückt. Somit stören derartige Wirbelströme die Messung durch den Magnetfeldsensor 17 und die Spule 15 nicht oder zumindest nur in sehr verringertem Ausmaß. Hierdurch kann die Genauigkeit der Magnetfeldmessung gemessen werden. Zudem kann die Bandbreite des Magnetfeldsensors 17, welche durch derartige Wirbelströme verringert werden kann, verbessert werden. Zur Unterdrückung von Wirbelströmen weist der Schlitz 12 bei manchen Ausführungsbeispielen zumindest in einer Richtung eine größere Abmessung auf als die von der äußeren Windung umschlossene Fläche 115 der Spule 15. So weist in dem Ausführungsbeispiel der 1A-1D der Schlitz 12 in einer durch einen Pfeil 116 angegebenen Richtung eine größere Abmessung auf als die Fläche 115 der Spule 15. Im Ausführungsbeispiel der 1A-1D weist der Schlitz 12 zudem in einer Richtung, die in der Zeichenebene der 1A senkrecht zu der durch den Pfeil 116 angegebenen Richtung eine kleinere Abmessung auf als die Fläche 115 der Spule 15.
Zu beachten ist, dass der Schlitz 12 bei dem Ausführungsbeispiel der 1A nicht oder nicht primär zur Führung eines Stroms durch den Leadframe 11 dient, sondern eben wie beschrieben zur Unterdrückung von Wirbelströmen dient.
Zu bemerken ist zudem, dass statt dem Schlitz 12 der 1A bis 1C auch andere Aussparungen in dem leitenden Material des Leadframe 11 bereitgestellt werden können, solange die Funktion, Wirbelströme, wie insbesondere in 1A gezeigt, zu unterbinden, erfüllt ist. Beispielsweise kann auch eine kreuzförmige Aussparung bereitgestellt werden. Auch in diesem Fall gilt bei manchen Ausführungsbeispielen die oben erläuterte Überlappung der Aussparung durch den Magnetfeldsensor 17 bzw. die Spule 18, oben ausgedrückt dadurch, welcher Anteil des Magnetfeldsensors 17 bzw. der Spulenfläche 115 der Spule 15 mit dem Schlitz 12 oder in diesem Fall einer anderen Aussparung überlappt. Zudem kann auch in diesem Fall die Aussparung zumindest in einer Richtung eine größere Abmessung aufweisen als die von der äußeren Windung umschlossene Fläche 115 der Spule 15.
Zur Auswertung der Signale an den Anschlüssen 18A bis 18D des Magnetfeldsensors 17 und der Signale an den Anschlüssen 16A, 16B der Spule 15 kann in dem Chip 13 eine Auswerteschaltung bereitgestellt sein, oder es können externe Auswerteschaltungen verwendet werden. Beispiele für derartige Auswerteschaltungen werden später unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 erläutert.
Die Magnetfeldsensorvorrichtung der 1A bis 1C kann dann beispielsweise in einem Gehäuse (package) verpackt werden, wobei über den Leadframe Anschlüsse nach außen bereitgestellt sind. Eine derartige Magnetfeldsensorvorrichtung in dem Gehäuse kann dann beispielsweise dazu verwendet werden, Magnetfelder, welche außerhalb des Gehäuses erzeugt werden, zu messen, beispielsweise, um Ströme durch Leiter außerhalb des Gehäuses durch das von den Strömen erzeugten Magnetfeld oder durch andere Magnetfeld erzeugende Einrichtungen zu messen, wie dies später unter Bezugnahme auf 9 noch erläutert ist. Gleiches gilt für die nachfolgend diskutierten anderen Ausführungsbeispiele von Magnetfeldsensorvorrichtungen.
Die 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Magnetfeldsensorvorrichtung 20 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Um Wiederholungen zu vermeiden, tragen dabei diejenigen Komponenten, welche bereits unter Bezugnahme auf die 1A bis 1D beschrieben wurden, die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals detailliert erläutert.
Insbesondere weist auch die Magnetfeldsensorvorrichtung 20 den Chip 13 mit dem Magnetfeldsensor 17 und den Zuleitungen 18 sowie die Spule 15 mit den entsprechenden Anschlüssen, die den in der 1A dargestellten Anschlüssen 16A, 16B entsprechend, auf. Der Magnetfeldsensor 17 ist, wie bei dem Ausführungsbeispiel der 1A bis 1D erläutert, dabei insbesondere in der Orthogonalprojektion auf die Ebene der Spule 15 innerhalb der unter Bezugnahme auf die 1D definierten Fläche 115 der Spule angeordnet. Der Chip 13 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2 mittels einer oder mehrerer Kleberschichten 14, die den unter Bezugnahme auf die 1 beschriebenen Kleber- und Isolationsschichten entsprechen, auf einem Träger 12 angebracht.
Der Träger 12 ist dabei ein nichtleitender Träger, der jedoch Metallbahnen oder andere Einrichtungen zum Leiten von Strömen aufweisen kann. Der nichtleitende Träger 21 kann dabei beispielsweise eine Leiterplatte (PCB; printed circuit board), einen keramischen Träger, einen anderen Isolator oder ein Ball-Grid-Array, wie ein sogenanntes „embedded wafer level ball grid array“ (eWLB), oder Kombinationen hiervon umfassen. Ein Beispiel für ein derartiges embedded wafer level ball grid array in Kombination mit einer Leiterplatte wird später unter Bezugnahme auf die 3 noch näher erläutert.
Durch die Verwendung eines nichtleitenden Trägers können, wie durch den Schlitz 12 bei dem Ausführungsbeispiel der 1A bis 1D Wirbelströme vermieden werden, was die Genauigkeit der Messung erhöht. Bei der in der 2 gezeigten Orientierung des Chips 13, bei welchem die Spule 15 und der Magnetfeldsensor 17 auf einer dem Träger 21 abgewandten Seite des Chips 13 angebracht sind, dient der Chip 13 zusätzlich als Abschirmung gegenüber etwaig auf dem Träger 21 befindlichen Leiterbahnen und anderen Leitern. Bei einer umgekehrten Montage des Chips kann eine zusätzliche Abschirmung bereitgestellt werden. Eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetfeldsensorvorrichtung 30 gemäß einem derartigen Ausführungsbeispiel ist in 3 dargestellt.
Bei der Magnetfeldsensorvorrichtung 30 der 3 ist der Chip 13 mit der Spule 15 und dem Magnetfeldsensor 17, der bereits beschrieben wurde, schematisch dargestellt. Der Chip 13 ist dabei mit einem embedded wafer level ball grid array (eWLB) versehen, welches eine Verteilungsschicht 32 und Lötbälle 31A bis 31D (zusammenfassend als Lötbälle 31 bezeichnet) umfasst. Die Anzahl von vier dargestellten Lötbällen 31 ist dabei wiederum nur als Beispiel zu verstehen. Die Verteilungsschicht 32 leitet Anschlüsse des Chips 13 zu den Lötbällen 31 weiter, sodass über die Lötbälle 31 eine Kontaktierung des Chips 13, beispielsweise zum Auslesen gegebenenfalls verarbeiteter Signale der Spule 15 und des Magnetfeldsensors 17 möglich ist. Eine Vergussmasse 33 hüllt den Chip 13 auf einer der Verteilungsschicht 32 abgewandten Seite ein. Die Spule 15 und der Magnetfeldsensor 17 können wie in den vorstehend ausdiskutierten Ausführungsbeispielen angeordnet sein.
Die Lötbälle 31 sind dann auf jeweiligen Leiterbahnen 36A, 36B, 36C, 36D (zusammenfassend als Leiterbahnen 36 bezeichnet) des nichtleitenden Trägers 21, in diesem Fall einer Leiterplatte, aufgebracht.
In diesem Fall liegt also der Chip 13 im Gegensatz zu der Anordnung der 2 nicht zwischen der Spule 15 sowie dem Magnetfeldsensor 17 einerseits und den Leiterbahnen 36 des nichtleitenden Trägers 21 andererseits und kann daher nicht als Abschirmung dienen, was zu kapazitiven Kopplungen zwischen den Leiterbahnen und beispielsweise der Spule 15 führen könnte, welche Magnetfeldmessungen verfälschen können.
Um dies zu vermeiden, ist bei dem Ausführungsbeispiel eine elektrisch leitende Abschirmung 34, insbesondere eine metallische Abschirmung, zwischen Spule 15 und Magnetfeldsensor 17 einerseits und dem nichtleitenden Träger 21 mit den Leiterbahnen 36 andererseits angeordnet. Um Wirbelströme in der Abschirmung 34 zu vermeiden, weist diese einen Schlitz 35 oder eine andere Aussparung auf, welche hinsichtlich der relativen Lage zu dem Magnetfeldsensor 17 und der Spule 15 bei manchen Ausführungsbeispielen die gleichen Bedingungen erfüllen kann, wie unter Bezugnahme auf die 1A bis 1C für die Magnetfeldsensorvorrichtung 10 diskutiert. Wie der Schlitz 12 der 1A bis 1C verhindert oder vermindert der Schlitz 35 in der Abschirmung 34 Wirbelströme in der Abschirmung 34. Wie für den Schlitz 12 diskutiert können auch anstelle des Schlitzes 35 Aussparungen anderer Form bereitgestellt sein.
Zu bemerken ist, dass bei manchen weiteren Ausführungsbeispielen eine Abschirmung mit Aussparung wie die Abschirmung 34 zusätzlich oder alternativ bei den oben diskutierten Ausführungsbeispielen der 1-3 auch zwischen der Spule 15 und dem Magnetfeldsensor 17 bereitgestellt sein kann. Dies kann bei manchen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um Spule 15 und Magnetfeldsensor 17 voneinander abzuschirmen, insbesondere um Auswirkungen von in der Spule 15 fließenden Strömen auf den Magnetfeldsensor 17 zu verringern.
Bei den oben diskutierten Ausführungsbeispielen wird jeweils eine Kombination aus einer Spule und einem Magnetfeldsensor, insbesondere einem Hall-Sensor, verwendet, um Magnetfeldmessungen über einen breiten Frequenzbereich, einschließlich statischer Magnetfelder, zu ermöglichen. Die 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Magnetfeldsensorvorrichtung 40 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei welchem nur die Spule 15, jedoch kein Magnetfeldsensor 17 bereitgestellt ist. Außer dem Weglassen des Magnetfeldsensors 17 entspricht die Magnetfeldsensorvorrichtung 40 der 4 der bereits diskutierten Magnetfeldsensorvorrichtung 10 der 1A bis 1C und wird deswegen nicht weiter detailliert erläutert.
Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 Auswerteschaltungen für die vorstehend diskutierten Magnetfeldsensorvorrichtungen erläutert. Diese Auswerteschaltungen können in dem Chip 13 integriert sein, insbesondere vollständig integriert sein, so dass keine zusätzliche externe Beschaltung, z.B. externe Kapazitäten, bereitgestellt werden müssen. Die Auswerteschaltungen können jedoch auch externe Auswerteschaltungen sein.
In den 5 bis 8 ist dabei jeweils die Spule 15 sowie der Magnetfeldsensor 17 dargestellt. Der Magnetfeldsensor 17 ist dabei als Hall-Sensor dargestellt, der von einer Stromquelle 50 mit einem Biasstrom zu Masse 51 versorgt wird, wobei an zwei weiteren Anschlüssen des Hall-Sensors 17 (vgl. die Anschlüsse 18A bis 18D der 1A bis 1C) eine Hall-Spannung abgegriffen wird. Wie durch einen Pfeil angedeutet, wird der Magnetfeldsensor 17 dabei mit der bereits diskutierten Spinning-Current-Technik betrieben, um einen Offset des Magnetfeldsensors 17 zumindest weitgehend zu eliminieren.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 wird ein von der Spule 15 erzeugtes Signal, dessen Spannung V_coil, wie in 5 dargestellt, mit der Frequenz ansteigt, einer Tiefpassfiltereinrichtung 55 mit einem Transkonduktanzverstärker 56 (OTA, operational transconductive amplifier), und einem Widerstand 58 und einem Kondensator 57 zugeführt. Der Widerstand 58 und der Kondensator 57 bestimmen ein Tiefpassverhalten der Tiefpassfiltereinrichtung 55. Das Ergebnis ist ein tiefpassgefiltertes Signal, welches schematisch als Vo_coil in 5 dargestellt ist. Dieses tiefpassgefilterte Signal wird einem ersten Eingang eines Operationsverstärkers 510 einer Summierungseinrichtung 59 zugeführt.
Die Hall-Spannung des Magnetfeldsensors 17 ist im Wesentlichen konstant mit der Frequenz, wie für eine Spannung Vhall angedeutet. Diese Hall-Spannung wird einem Chopper-Modulator 511, gefolgt von einem Operationsverstärker 512 (OPA, operational amplifier), gefolgt von einem Chopper-Demodulator 513 zugeführt. Der Chopper-Modulator 511, der Operationsverstärker 512 und der Chopper-Demodulator 513 bilden zusammen einen Chopper-Verstärker, wie er gebräuchlicher Weise zum Verstärken kleiner Gleichspannungen verwendet wird, um insbesondere ein Rauschen zu verringern. Ein Ausgangssignal des Chopper-Demodulators 513 wird einer Tiefpassfiltereinrichtung 514 mit einem Widerstand 515 und einem Kondensator 516 zugefügt, wobei der Widerstand 515 und der Kondensator 516 wiederum das Frequenzverhalten der Tiefpassfiltereinrichtung 514 bestimmen. Das Ergebnis ist eine gefilterte Hall-Spannung Vo_hall, wie ebenfalls in 5 dargestellt. Diese wird ebenso einem Eingang des Verstärkers 510 zugeführt, um schlussendlich eine Summenausgangsspannung Vo_sum zu bilden, welche ein Maß für das insgesamt mit der Spule 15 und dem Magnetfeldsensor 17 gemessene Magnetfeld ist. Der Magnetfeldsensor 17 liefert dabei insbesondere bei kleinen Frequenzen einen großen Anteil des Ausgangssignals, während die Spule 15 bei höheren Frequenzen das Ausgangssignal Vo_sum bestimmt.
Um einen fließenden Übergang zwischen den somit vorliegenden Messbereichen des Magnetfeldsensors 17 und der Spule 15 zu gewährleisten, sind die Tiefpassfiltereinrichtungen 55, 514 hinsichtlich des Filterverhaltens aneinander angepasst (matched). Ein aneinander angepasstes Filterverhalten bedeutet dabei, dass das Filterverhalten z.B. hinsichtlich Grenzfrequenz und/oder Zeitkonstanten im Wesentlichen gleich ist. Beispielsweise sind die Werte der Widerstände 58, 515 und der Kondensatoren 57, 516 sind so gewählt, dass die Grenzfrequenzen der gebildeten Tiefpassfilter zumindest näherungsweise identisch sind, beispielsweise identisch in einem Bereich von ± 5 % oder identisch im Rahmen der Herstellungstoleranzen der Komponenten der Schaltung der 5. Wenn die gesamte Schaltung der 5 auf einem Chip, wie dem Chip 13, ausgebildet ist, werden dabei Abweichungen durch Herstellungstoleranzen minimiert, da beispielsweise Prozessvariationen sowohl auf die Filtereinrichtung 55 als auch auf die Filtereinrichtung 514 Auswirkung haben.
Statt der Bereitstellung zweier getrennter, einander angepasster Tiefpassfiltereinrichtungen 55, 514, wie in 5, ist auch die Bereitstellung einer gemeinsamen Filtereinrichtung möglich. Dies ist unter Bezugnahme auf die 6 erläutert. Komponenten, die denjenigen der 5 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 werden ein Ausgangssignal des Transkonduktanzverstärkers 56 und ein Ausgangssignal des Chopper-Demodulators 513 einer gemeinsamen Tiefpassfiltereinrichtung 60 zugeführt, in der die Signale summiert und tiefpassgefiltert werden. Eine hierzu verwendete Tiefpassfilteranordnung umfasst einen Widerstand 61, einen Widerstand 62 und einen Kondensator 63, deren Werte eine Grenzfrequenz des Tiefpassfilters bestimmen. Hierdurch werden die Signale zu Ausgangssignalen Vo_coil und Vo_hall wie bei dem Ausführungsbeispiel der 6 gefiltert und summiert. Mit f_LP ist dabei die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters bezeichnet.
Das Ausgangssignal der Tiefpassfiltereinrichtung 60 wird noch in einer Verstärkereinrichtung 64 mit einem rückgekoppelten Verstärker 65 verstärkt, um das Ausgangssignal Vo_sum zu bilden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der 7 gezeigt. Hier werden ein Stromsignal von der Spule 15 und ein gechopptes Spannungssignal (beispielsweise mittels eines Chopper-Verstärkers wie in den 5 und 6 gezeigt) an einem Summationsknoten 76 summiert, wobei das gechoppte Spannungssignal dem Summationsknoten 76 über einen Widerstand 77 zugeführt wird. Durch den Widerstand 77 wird dabei das Spannungssignal von dem Magnetfeldsensor 17 zu einem Stromsignal, welches mit dem Stromsignal von der Spule bei dem Summationsknoten 76 summiert wird.
Das so summierte Signal wird dann einer Verstärkeranordnung 72 zugeführt, welche einen Operationsverstärker 73 aufweist. Eine Tiefpassfilterfunktion wird durch einen Widerstand 74 und einen Kondensator 75 in einem Rückkopplungspfad des Operationsverstärkers 73 bereitgestellt. Hier wird also wiederum eine gemeinsame Tiefpassfilterung für die bereits summierten Signale von Spule 15 und Magnetfeldsensor 17 bereitgestellt.
Die 8 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der 7. Hier wird ein Stromsignal Io_coil entsprechend eines Signals von der Spule 15 durch einen ersten Transkonduktanzverstärker 80 bereitgestellt. Ein Stromsignal Io_hall entsprechend der Hall-Spannung von dem Magnetfeldsensor 17 wird durch einen zweiten Transkonduktanzverstärker 81 bereitgestellt. Die Stromsignale Io_coil, Io_hall werden an dem bereits beschriebenen Summationsknoten 76 summiert und dann durch die ebenfalls in 7 bereits beschriebene Verstärkereinrichtung 72 verstärkt und tiefpassgefiltert.
In den Ausführungsbeispielen der 5-8 werden Widerstände zur Spannungs/Stromwandlung verwendet, d.h. um ein Spannungssignal in ein Stromsignal umzuwandeln oder umgekehrt. Derartige Widerstände können in Transkonduktanzverstärkern enthalten sein, wie die Widerstände 517, 82 und 83, oder auch externe Widerstände wie der Widerstand 62. Derartige Widerstände sind bei manchen Ausführungsbeispiel vom gleichen Widerstandstyp wie Widerstände der dargestellten Tiefpassfilter wie z.B. der Widerstand 74. „Vom gleichen Widerstandstyp“ bedeutet dabei, dass der Widerstand auf dem gleichen Material beruht und/oder mit dem gleichen Prozess hergestellt ist. Beispielsweise können die Widerstände Polysiliziumwiderstände sein, die in einem gemeinsamen Prozess hergestellt sind.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dies dazu führen, dass der Einfluss von Prozess- und Temperaturschwankungen auf die Eigenschaften der Auswerteschaltung verringert wird. Beispielsweise wird eine Verstärkung des Verstärkers 73 der 8 zumindest teilweise von einem Verhältnis eines Widerstandswerts des Widerstands 74 zu Widerstandswerten der Widerstände 82, 83 bestimmt. Sind diese Widerstände vom gleichen Widerstandstyp, wirken sich Temperaturschwankungen und Prozessschwankungen in ähnlicher Weise auf die Widerstandswerte aus, so dass Schwankungen des oben erwähnten Verhältnisses deutlich geringer sein können als die Schwankungen der einzelnen Widerstandswerte.
Wie die 5 bis 8 zeigen, gibt es also verschiedene Möglichkeiten, Signale von Magnetfeldsensor 17 und Spule 15 mit einer einander angepassten oder gemeinsamen Tiefpassfilterung zu verarbeiten, um ein Ausgangssignal Vo_sum zu bilden.
In den oben gezeigten Ausführungsbeispielen ist jeweils eine einzige Spule und ein einziger Magnetfeldsensor bzw. nur eine einzige Spule bereitgestellt. In anderen Ausführungsbeispielen können zwei Spulen und/oder zwei Magnetfeldsensoren miteinander verschaltet werden, um eine differenzielle Sensoranordnung zu bilden.
Als Beispiel hierfür zeigt die 10 eine Draufsicht auf eine Magnetfeldsensorvorrichtung 100, die auf der Magnetfeldsensorvorrichtung 10 der 1A-1D beruht und zur Vermeidung von Wiederholungen unter Bezugnahme auf diese beschrieben wird.
Die Magnetfeldsensorvorrichtung 100 weist wie die Magnetfeldsensorvorrichtung 10 einen auf einem Leadframe 11 über Isolations- und/oder Kleberschichten 14 angebrachten Chip 13 auf. Die Magnetfeldsensorvorrichtung 100 weist eine erste Sensoranordnung 101A mit einer ersten Spule 15A und einem ersten Magnetfeldsensor 17A, die in der Draufsicht der 10 über einem ersten Schlitz 12A des Leadframe 11 angeordnet sind, auf. Des Weiteren weist die Magnetfeldsensorvorrichtung 100 eine zweite Sensoranordnung 101B mit einer zweiten Spule 15B und einem zweiten Magnetfeldsensor 17B, die in der Draufsicht der 10 über einem zweiten Schlitz 12B des Leadframe 11 angeordnet sind, auf. Für jede der Sensoranordnungen 101A, 101B gelten hinsichtlich Ausgestaltung und Anordnung der jeweiligen Spule 15A bzw. 15B, des jeweiligen Magnetfeldsensors 17A bzw. 17B und den jeweiligen Schlitz 12A bzw. 12B die unter Bezugnahme auf die 1A-1D gegebenen Erläuterungen zu der Spule 15, dem Magnetfeldsensor 17 und dem Schlitz 12 gemachten Ausführungen.
Die Spulen 15A, 15B sind über eine Verbindung 102 zu einer differenziellen Spulenanordnung verschaltet und über Verbindungen 110A, 110B und Anschlüsse 16A, 16B kontaktierbar. Die Magnetfeldsensoren 17A, 17B sind über die Anschlüsse 18A-18D zu einer differenziellen Magnetfeldsensoranordnung verschaltet. Wie bei den 1A-1D wird zudem über zwei der Anschlüsse 18A-18D ein Biasstrom zugeführt, und über die anderen zwei der Anschlüsse 18A-18D wird eine Hall-Spannung gemessen. Auch hier kann die erwähnte „spinning current“-Technik angewendet werden. Es können auch für die Magnetfeldsensorvorrichtung 100 die Auswerteschaltungen der 5-8 verwendet werden.
Durch die differenzielle Verschaltung trägt effektiv nur eine Magnetfelddifferenz zwischen den Orten der Sensoranordnungen 101A, 101B zu einem Messergebnis bei, während ein homogenes Magnetfeld, das an den Orten der Sensoranordnungen 101A, 101B gleich ist, keinen Beitrag liefert. Dies kann beispielsweise benutzt werden, Einflüsse eines auf der Skala des Abstandes der Sensoranordnungen 101A, 101B näherungsweise homogenen Streufeldes auf die Magnetfeldmessung zu unterdrücken.
Die 9 zeigt ein System als Anwendungsbeispiel für Magnetfeldsensorvorrichtungen gemäß der beschriebenen Ausführungsbeispiele. Die 9 zeigt die Magnetfeldsensorvorrichtung 10 der 1, 20 der 2., 30 der 3, 40 der 4 oder 100 der 10 in einem Gehäuse 90. Ein Magnetfeldgenerator 91 außerhalb des Gehäuses 90 erzeugt ein Magnetfeld 92, welches insbesondere ein Hochfrequenzmagnetfeld sein kann und/oder hochfrequente Komponenten aufweisen kann. Der Magnetfeldgenerator 91 kann beispielsweise ein stromdurchflossener Leiter, eine Hochfrequenzspule oder eine andere Vorrichtung sein, die ein Magnetfeld erzeugt, welches gemessen werden soll. Das Magnetfeld 92 kann dann mit der Magnetfeldsensorvorrichtung 10, 20, 30, 40 oder 100 gemessen werden. Anwendungsbeispiele umfassen so genannte Closed-Loop-Stromsensoren, bei denen die Magnetfeldsensorvorrichtung 10, 20, 30, 40 oder 100 in einem geschlitzten magnetischen Ringkern angeordnet ist. Ein zu messender Strom fließt durch eine zweite Windung des Ringkerns, der so als Magentfeldgenerator 91 dient. Andere Anwendungen umfassen Positions- und Drehzahlmessungen, bei denen ein Magnetfeld gemessen wird, das von einer Position eines Elements (z.B. durch ein an dem Element angebrachten Magneten) oder von einer Drehzahl (z.B. durch Drehung eines Polrades) abhängt. Beispiele für eine Positionsmessung beinhalten eine Messung einer Ventilstellung. Durch die beschriebenen Magentfeldsensorvorrichtungen können dabei insbesondere schnelle Bewegungen mit niedrigem Jitter erfasst werden.
Obgleich in dieser Beschreibung spezifische Ausführungsbeispiele illustriert und beschrieben wurden, werden Personen mit üblichem Fachwissen erkennen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierung als Substitution für die spezifischen Ausführungsbeispiele, die in dieser Beschreibung gezeigt und beschrieben sind, ohne von dem Umfang der gezeigten Erfindung abzuweichen, gewählt werden können. Es ist die Intention, dass diese Anmeldung alle Adaptionen oder Variationen der spezifischen Ausführungsbeispiele, die hier diskutiert werden, abdeckt. Daher ist es beabsichtigt, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und die Äquivalente der Ansprüche beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 14141660 [0013]

Claims

Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 100), aufweisend: einen Chip (13), wobei der Chip einen Magnetfeldsensor (17; 17A) und eine Spule (15; 15A) aufweist, und einen Leadframe (11) aus einem elektrisch leitenden Material, wobei der Leadframe (11) eine Aussparung (12; 12A) aufweist, wobei die Spule (15; 15A), der Magnetfeldsensor (17; 17A) und die Aussparung (12; 12A) derart angeordnet sind, dass bei einer Orthogonalprojektion des Magnetfeldsensors (17; 17A) und der Aussparung (12; 12A) auf eine Ebene, die durch die durch die Windungen der Spule (15; 15A) festgelegt ist: - der Magnetfeldsensor (17; 17A) innerhalb einer von einer äußeren Windung der Spule (15; 15A) umschlossenen Fläche (115) angeordnet ist, - zumindest 75% der sensitiven Fläche des Magnetfeldsensors (17; 17A) innerhalb der Aussparung (12; 12A) liegt, und - die von der äußeren Windung der Spule (15; 15A) umschlossene Fläche (115) zumindest zu 25% innerhalb der Aussparung (12; 12A) (12)liegt.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 100) nach Anspruch 1, wobei bei der Orthogonalprojektion mindestens 90% der sensitiven Fläche des Magnetfeldsensors (17; 17A) innerhalb der Aussparung (12; 12A) liegt.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 100) nach Anspruch 2, wobei bei der Orthogonalprojektion die sensitive Fläche des Magnetfeldsensors (17; 17A) vollständig innerhalb der Aussparung (12; 12A) liegt.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei der Orthogonalprojektion die von der äußeren Windung der Spule (15; 15A) umschlossene Fläche (115) zumindest zu 40% innerhalb der Aussparung (12; 12A) liegt.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in zumindest einer Richtung (116) die Aussparung (12; 12A) eine größere Abmessung aufweist als die von der äußeren Windung der Spule (15; 15A) umschlossene Fläche (115).
Magnetfeldsensorvorrichtung (20; 30) aufweisend: einen Chip (13), wobei der Chip einen Magnetfeldsensor (17) und eine Spule aufweist, wobei die Spule (15) und der Magnetfeldsensor (17) derart angeordnet sind, dass bei einer Orthogonalprojektion des Magnetfeldsensors (17) auf eine Ebene, die durch die Windungen der Spule (15; 15A) festgelegt ist, eine sensitive Fläche des Magnetfeldsensors (17) innerhalb einer von einer äußeren Windung der Spule (15) umschlossenen Fläche (115) liegt, und einen nichtleitenden Träger (21), wobei der Chip (13) auf dem nichtleitenden Träger (21) angebracht ist.
Magnetfeldsensorvorrichtung (20; 30) nach Anspruch 6, wobei der nichtleitende Träger (21) eine Leiterplatte, einen keramischen Träger, ein ball grid array und/oder ein embedded wafer ball grid array umfasst.
Magnetfeldsensorvorrichtung (20) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Magnetfeldsensor (17) und die Spule (15) auf einer Seite des Chips (13) ausgebildet sind, welche dem nichtleitenden Träger (21) abgewandt ist.
Magnetfeldsensorvorrichtung (30) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Magnetfeldsensor (17) und die Spule (15) auf einer Seite des Chips (13) ausgebildet sind, die dem nichtleitenden Träger (21) zugewandt ist, wobei die Magnetfeldsensorvorrichtung (30) des Weiteren eine elektrisch leitende Abschirmung (34) aufweist, die so angeordnet ist, dass die Spule und der Magnetfeldsensor (17) auf einer ersten Seite der elektrisch leitenden Abschirmung (34) und der nichtleitende Träger (21) auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der elektrisch leitenden Abschirmung (34) angeordnet ist, wobei die elektrisch leitende Abschirmung (34) eine Aussparung (35) aufweist.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 20; 30; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 100) des Weiteren eine elektrische leitende Abschirmung zwischen der Spule (12; 12A) und dem Magnetfeldsensor (17; 17A) aufweist, wobei die elektrisch leitende Abschirmung eine Aussparung aufweist.
Magnetfeldsensorvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1-10, wobei der Chip (13) eine weitere Spule (15B) und einen weiteren Magnetfeldsensor (17B) aufweist, wobei die weitere Spule (15B) mit der Spule (15A) in einer differenziellen Anordnung verschaltet ist, und der weitere Magnetfeldsensor (17B) mit dem Magnetfeldsensor (17A) in einer differenziellen Anordnung verschaltet ist, wobei die weitere Spule (15B) und der weitere Magnetfeldsensor (17B) derart angeordnet sind, dass bei einer Orthogonalprojektion des weiteren Magnetfeldsensors (17B) auf eine Ebene, die durch die Windungen der weiteren Spule (15B) festgelegt ist, eine sensitive Fläche des weiteren Magnetfeldsensors (17B) innerhalb einer von einer äußeren Windung der weiteren Spule (15B) umschlossenen Fläche liegt.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 20; 30; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, weiter umfassend eine Auswerteschaltung für ein erstes Signal von dem Magnetfeldsensor (17) und ein zweites Signal von der Spule (15), wobei die Auswerteschaltung eingerichtet ist, das erste Signal und das zweite Signal mit hinsichtlich des Filterverhaltens einander angepassten Tiefpassfiltereinrichtungen (55, 514) oder einer gemeinsamen Tiefpassfiltereinrichtung (60; 74, 75) zu filtern.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 20; 30; 100) nach Anspruch 12, wobei die Auswerteschaltung einen ersten Widerstand (61; 83) zur Spannungs/Stromwandlung des ersten Signals oder eines von dem ersten Signal abgeleiteten Signals und/oder einen zweiten Widerstand (517; 82) zur Spannungs/Stromwandlung des zweiten Signals oder eines von dem zweiten Signal abgeleiteten Signals aufweist, wobei der erste Widerstand und/oder der zweite Widerstand von einem gleichen Widerstandstyp ist wie ein Widerstand der einander angepassten Tiefpassfiltereinrichtungen (55, 514) oder der gemeinsamen Tiefpassfiltereinrichtung (60; 74, 75).
Magnetfeldsensorvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Auswerteschaltung in dem Chip (13) integriert ist.
Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Magnetfeldsensor (17) ein horizontaler Hall-Sensor ist.
Magnetfeldsensorvorrichtung, aufweisend: einen Chip (13), wobei der Chip eine Spule (15) aufweist, und einen Leadframe (11) aus einem elektrisch leitenden Material, wobei der Leadframe (11) eine Aussparung (12) aufweist, wobei die Spule (15) und die Aussparung (12) derart angeordnet sind, dass bei einer Orthogonalprojektion der Aussparung (12; 12A) auf eine Ebene, die durch die Windungen der Spule (15; 15A) festgelegt ist: - die von der äußeren Windung der Spule (15; 15A) umschlossene Fläche (115) zumindest zu 25% innerhalb der Aussparung (12; 12A) liegt.
Magnetfeldsensorvorrichtung nach Anspruch 16, wobei bei der Orthogonalprojektion die von der äußeren Windung der Spule (15; 15A) umschlossene Fläche (115) zumindest zu 40% innerhalb der Aussparung (12; 12A) liegt.
System, umfassend: eine in einem Gehäuse (90) angeordnete Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 20; 30; 40; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und einen Magnetfeldgenerator (91) außerhalb des Gehäuses (90), wobei die Magnetfeldsensorvorrichtung (10; 20; 30; 40; 100) angeordnet ist, ein von dem Magnetfeldgenerator (91) erzeugtes Magnetfeld (92) zu messen.