DE1942810A1 - Integrierte Hall-Effektanordnung - Google Patents

Integrierte Hall-Effektanordnung

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Description

ΑΓ·ίίι-·.'ί·:ίΓ: f«. ν.-f'.!-';.i-l: -,.υ:. J-.-.iir >.,>: ri^mLitcN
a*..-; PHN- 3463
i.: 21.August 1969
PHN
JW/RJ
"Integrierte Hall-Effektanordnung".
Die Erfindung bezieht sieh auf eine integrierte Hall-Effektanordnung, bei der ein Teil eines Halblei— terkörpers als Hal 1'-Eleinent wirksam ist und bei der im restlichen Teil des Halbleiterkörpers ein zum Hall-Element gehörender Hilfskreis integriert ist.
Für HaIl7Elemente werden u.a. Halbleiterkörper besonders geringer Dicke mit grosser Beweglichkeit der freien Ladungsträger, wie Indiumantimonid oder Indiumarsenid verwendet. Dabei kann eine Verstärkerschaltung für das Hall-Element nicht im Halbleiterkörper integriert werden. Ea ist auch bekannt, Halbleiterkörper,. z.B. eine Siliziumplatte als Substrat für das Hall-Eleeent zu ver-
Q0S810/047
- 2" ■ ■- ■.·.-■
PHN
wenden. In diesem Fall lässt sich der Hilfskreis im Halbleiterkörper integrieren. Dabei ist eine einfache Herateilung möglich, und zugleich wird eine günstige Wir-· kung der HaIl-Effektanordnung erhalten. Diese Hall-Effekt anordnungen lassen sich beispielsweise mit Vorteil in kollektorlosen Elektromotoren verwenden, bei denen mit
k Hilfe von Hall-Elementen die Ströme durch die Spulen geschaltet werden.
Es ist erwünscht, diese integrierte Hall-Effektanordnung in einer Hülle anzubringen, welche die Anordnung vor Einflüssen von. aussen schützt, und die robust ausgebildet sein nuss, so dass sich die Anordnung gut handhaben lässt. Dabei muss dann die Möglichkeit vorhanden sein, ein magnetisches Querfeld von ausreichender Stärke cm Ort das .Hall-Elementes zu erhalten, mit welchem . Magnetfeld sich elektrische Hall-Signale erzeugen lassen.
W Vm dies au erreichen ist nach der Erfindung der Halbleiterkörper auf «in@sB Träger befestigt, der einen Teil ein·· Gitters von Leitern bildet, wobei Kontaktstellen des Halbleiterkörpers mit dem End· dieser Leiter elektrisch leitend verbunden sind, während sich das Gitter mit den Halbleiterelement in einer Kunststoffhüllβ befindet, in der an der Unter- und Oberseite des Hali-Eleeentes eine Ausnehmung vorhanden, ist, die sich bis in der Nähe des Halbleiterkörper & erstreckt. Die erfindungsgeraiissa Hülle entspricht den gestellten Anforderungen« In den Ausnehamngeii
Ö810/0474
PHN 'Jko'3
der Hülle, die sich über und unter dem Hall-Element befinden, können Polschuhe aus einem ferroraagnetischen Material angebracht werden, die bis in der Nähe des Hall-Elementes reichen können. Die erfindungsgemässe Hülle bietet also die Möglichkeit, ein magnetisches Querfeld ausreichender Feldstärke zu erzeugen, so dass eine gute Wirkung der Hall-Effektanordnung gewährleistet ist.
Bei einer günstigen Ausführungsform der integrierten HaIl-Efίektanordnung verlaufen nach der Erfindung die Ausnehmungen kegelförmig und zwar konvergierend in Richtung des Hall-Elementes. Durch den allmählichen Verlauf der in diese Ausnelimungen passenden Polschuhe wird eine günstige Konzentration des magnetischen Flusses an der Stelle des Hall-Elementes gewährleistet*
Bei einer weiteren Ausführungsform sind nach der Eriindung in den Ausnehmungen ferromagnetische Materialstückchen angebracht, die in die Kunststoffhülle aufgenommen sind, dies zur Bildung von Pol schuhen zur Erhaltung des Magnetfeldes des Hall-Elementes. Die Polschuhe sind bei dieser Ausführungsform bereits in die Ha-il-Effektanordnung aufgenommen, was in vielen Fällen Vorteile bieten kann. ■
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zr-ichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein Gitter von Leitern, auf dem der
009810/047 4 ■'"*" '■*'"'"""
Ί9428Τ0
PHN 3^63
Halbleiterkörper angeordnet ist,
Fig« 2 und 3 einen Schnitt bzw. eine Draufsicht einer umhüllten erfindungsgemässen Anordnung»
Fig. U einen Schnitt durch die Heil-Effektanordnung, wobei die Pol schuhe in die Hülle aufgeommen sind.
In Fig. 1 ist ein Gitter 1 dargestellt-, das eine Anzahl Leiter 2 enthält. Dieses Gitter ist vorzugsweise aus einer dünnen Platte einer Eieen-Nickellegierung hergestellt. Einer der Leiter 2 hat einen verbreiterten Teil 31 auf dem ein Halbleiterkörper k in Form einer dünnen Platte angeordnet ist. Dieser Halbleiterkörper kann vorzugsweise aus einem Silizium-Einkristall bestehen, der eine integrierte Schaltung enthält, in die1 ein Hall-Element und ein Verstärkerkreis für das Hall-Signal aufgenommen ist. Das Hall-Element 5 wird sich vorzugsweise in der Mitte des Halbleiterkörpere. A befinden und ist mit einer gestrichelten Linie schematisch dargestellt. Kontaktstellen 6 auf dem Halbleiterkörper werden durch -Golddrähtchen 7 mit Hilfe an sich bekannter Befestigungstechniken mit den Leitern 2 des Gitters elektrisch verbunden. Diese Drähtchen 7 liegen derart, dass sie nicht Über dem Hall-Element 5 verlaufen. ·
Das auf diese' Weise gebildeten Ganz« wird in eine Kunststoffhülle 8 eingebettet, die Fig. 2 und 3 s*igen eine Ausführungsform der umhüllten Hall-Effektanordnüng. Derjenige Teil des Gittere 1, der dazu dient, bei
00 9 8 10 /CU 74
19A2810
PHN 3463
der Herstellung der Ha11-Effektanordnung dieLeiter 2 in der gewünschten Lage untereinander zu halten, ist abgeschnitten. Beim Umhüllen, beispielsweise in einer Spritzmatrize werden in der Matrize Stifte angeordnet, die sich bis in der Nähe des Halbleiterkörper erstrecken, und die genau über und unter der Stelle, an der das Hall-Element 5 vorhanden ist, liegen· Auf diese Weise entstehen in der Kunststoffhülle 8 Ausnehmungen 9* Diese Ausnehmungen ermöglichen es nun. Polschuhe eines Magneten bis unmittelbar an dem Hall-Element anzuordnen, so dass an der Stelle
des Hall-Elementes ein starkes magnetisches Querfeld erhalten werden kann, mit welchem Magnetfeld elektrische Hall-Signale erzeugt werden können.
Es ist auch möglich, die ferromagnetisehen Polschuh« in die Hülle aufzunehmen* Fig. k zeigt davon ein Beispiel» Die Polschuhe 10 können sich dabei bis zur Aussenoberfläche der Kunststoffhüll· 8 erstrecken, wie dies dargestellt ist, sie können aber auch gewünschtenfalls etwas IMf der Hülle hinausragen»
Die Ausnehmungen 9 sind kegelförmig dargestellt, sie können jedoch auch eine andere Form haben· Eine allmählich konvergierende Form der Polschuhe ist jedoch zur Erhaltung einer Konzentration des magnetischen Flusses an der Stelle des Hall-Elementes günstig.
000110/0474

Claims (3)

  1. PHN 3^63
    Patentansprüche:
    Integrierte H&ll-Effektanordnung, bei der ein Teil eine« Halbleiterkörpers als Hall-Element wirksam ist und bei der im restlichen Teil des Halbleiterkörpers ein zum Hall-Element gehörender Hilfskreis integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper auf einem Träger befestigt ist, der einen Teil eines Gitters von Leitern bildet, wobei Kontaktstellen des Halbleiterkörpers mit dem Ende dieser Leiter elektrisch leitend verbunden sind, während sich das Gitter mit dem Halbleiterelement in einer Kunststoffhülle befindet, in der an der Unter- und Oberseit· des Hall-Elementes eine Ausnehmung vorhanden ist, die sich bis in der Nähe des Halbleiterkörper» erstreckt.
  2. 2. Integriertes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen kegelförmig verlaufen und zwar konvergierend in Richtung des Hall-Elementes. .
  3. 3. Integriertes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausnehmung Stückchen ferromagnetiechen Materials angeordnet sind, die in die Kunststoffhülle aufgenommen sind, ua Polschuh· für das Magnetfeld an der Stelle des Hall-Elementes zu bilden.
    .0098 10/0474
    194213
    PHN
    Auszug; ' · ■ .
    Integrierte HaIl-EfT β Jet anordnung, bei der ein Teil eines Halbleiterkörpers als Hall-Element wirksam ist und bei der in den restlichen Teil eine Verstärkerschaltung aufgenommen ist, weicher Halbleiterkörper mit Leitern verbunden und in eine Kunststoffhülle aufgenommen ist, in welcher Hülle an der Stell· der Unter- und Oberseite des Hall-Elementes eine sich bis in der Nähe des Halbleiterkörpers erstreckende Ausnehmung vorhanden ist,- in die Pol schuhe aus f erromagne ti schem Material aufgenommen werden können.
    009810/0474
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