JP2003043074A - Current detector and its production method - Google Patents
Current detector and its production methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気センサを利用
した電流検出装置及びその製造方法に関し、より詳細に
は、プリント基板上に自動半田装置などの大量実装機も
使える面実装型の電流検出装置及びその製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current detecting device using a magnetic sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a surface mounting type current detecting device which can be used for a large amount mounting machine such as an automatic soldering device on a printed circuit board. The present invention relates to a device and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１は、従来の電流検出装置を示す図
で、この電流検出装置は、弧状の断面を有する強磁性材
料からなる磁気回路コア１の一部に切欠部２を形成し、
この切欠部２のエアギャップに、例えば樹脂パッケージ
したホール素子３を挿入固定して、弧状の形状を有する
磁性材料の磁気回路コア１の中央を貫通する電流通路４
の発生する磁束を、磁気回路コア１を利用してホール素
子３に印加し、磁束の変化から電流を検出するように構
成されていた。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a diagram showing a conventional current detecting device, in which a notch 2 is formed in a part of a magnetic circuit core 1 made of a ferromagnetic material having an arc-shaped cross section.
For example, a resin-packaged Hall element 3 is inserted and fixed in the air gap of the cutout 2, and a current path 4 penetrating the center of a magnetic circuit core 1 made of a magnetic material having an arc shape.
Is applied to the Hall element 3 using the magnetic circuit core 1, and the current is detected from the change in the magnetic flux.
【０００３】この電流検出方法は、極めて一般的である
が、独立した磁気回路コアとホール素子の組み合わせの
ために、磁気回路コアのギャップの製作やホール素子の
挿入、固定などの組み立て上、コストのかかる構造をし
ていた。また、プリント基板上に設置しようとすると、
磁気回路コアのプリント基板上への固定などやっかいな
問題が発生し、また、被検出電流の流れる電線を磁気回
路コアに通し、その両端を固定し、更に、電流供給端子
に接続するなど手作業的な工程が必要で、プリント基板
などに大量に実装するには不向きな構造を有していた。This current detection method is extremely common, but because of the combination of an independent magnetic circuit core and a Hall element, it is costly in terms of fabrication of a gap of the magnetic circuit core and insertion and fixing of the Hall element. It had a heavy structure. Also, when trying to install it on the printed circuit board,
Troublesome problems such as fixing the magnetic circuit core on the printed circuit board occur. Also, pass the electric wire through which the current to be detected flows through the magnetic circuit core, fix both ends of it, and then connect it to the current supply terminal manually. However, the structure is unsuitable for mounting a large amount on a printed circuit board or the like.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
の電流検出装置は、このような従来の電流検出装置の欠
点を改善するべくなされたもので、プリント基板上に自
動半田装置などの大量実装機も使える面実装型の電流検
出装置としたものである。また、極めて小型で単体の電
子部品的な取り扱いの出来る基本構造を有するものであ
る。また、磁性材料からなる、あらかじめ製作したコ字
型断面の磁気回路コアに、ホール素子と電流通路を一体
的にパッケージした電流検出装置を挿入可能に製作でき
る。However, the current detection device of the present invention has been made in order to improve the drawbacks of the conventional current detection device, and a large-scale mounting machine such as an automatic soldering device on a printed circuit board is provided. It is a surface mount type current detection device that can also be used. In addition, it has a basic structure that is extremely small and can be handled as a single electronic component. Further, it is possible to insert a current detecting device in which a Hall element and a current path are integrally packaged into a prefabricated U-shaped magnetic circuit core made of a magnetic material.
【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、極めて小型で単体
の電子部品的な取り扱いのできる面実装型の電流検出装
置及びその製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a surface mount type current detection device which is extremely small and can be handled as a single electronic component, and a manufacturing method thereof. To provide.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入出力
の端子がリード部材と接続された磁気センサと、該磁気
センサに近接して設けられた被検出電流の通路となる導
体と、前記磁気センサ及び前記導体とを一体的に包み込
むパッケージと、一端が開口され、前記磁気センサ及び
前記導体とを挟み込むようにして前記パッケージの外周
に設けられた磁気回路コアとを備えたことを特徴とす
る。In order to achieve such an object, the present invention provides a magnetic sensor having an input / output terminal connected to a lead member, and the magnetic sensor according to the first aspect. And a package that integrally surrounds the magnetic sensor and the conductor, which is provided in the vicinity of the magnetic sensor and the conductor, which is provided with a conductor, and has one end opened so as to sandwich the magnetic sensor and the conductor. And a magnetic circuit core provided on the outer periphery of the package.
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記磁気センサと、前記被検出
電流に比例して該磁気センサにより出力されるホール電
圧をアナログ増幅する増幅回路とが、同一のパッケージ
内に収容された構造であることを特徴とする。The invention described in claim 2 is the same as claim 1
In the invention described in (3), the magnetic sensor and an amplifier circuit for analog-amplifying the Hall voltage output by the magnetic sensor in proportion to the detected current are housed in the same package. Characterize.
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明において、前記磁気センサと、前記
増幅回路と、前記磁気センサ及び前記増幅回路を駆動す
る駆動回路と、前記導体とが一体形成されていることを
特徴とする。The invention described in claim 3 is the same as claim 1
Alternatively, the magnetic sensor, the amplifier circuit, the drive circuit for driving the magnetic sensor and the amplifier circuit, and the conductor are integrally formed.
【０００９】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
又は３に記載の発明において、前記増幅回路がＳｉのＩ
Ｃ又はＬＳＩからなることを特徴とする。The invention according to claim 4 is the same as claim 2
Alternatively, in the invention described in the paragraph 3, the amplifier circuit is made of Si I.
It is characterized by comprising C or LSI.
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４いずれかに記載の発明において、前記磁気回路コ
アは、前記パッケージの外周に密着して設けられている
ことを特徴とする。The invention described in claim 5 is the same as claim 1
The invention according to any one of items 1 to 4 is characterized in that the magnetic circuit core is provided in close contact with the outer periphery of the package.
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
乃至５いずれかに記載の発明において、前記磁気センサ
は、ホール素子、磁気抵抗素子、リニアホールＩＣのい
ずれかであることを特徴とする。The invention according to claim 6 is the same as claim 1.
The invention according to any one of claims 1 to 5 is characterized in that the magnetic sensor is any one of a Hall element, a magnetoresistive element, and a linear Hall IC.
【００１２】また、請求項７に記載の発明は、薄膜の感
磁部を有する磁気センサを備えたホール素子チップを作
製する第１の工程と、該磁気センサチップを前記アイラ
ンド部にダイボンドする第２の工程と、前記磁気センサ
の電極と前記リード部材間を金属ワイヤーで接続する第
３の工程と、前記磁気センサと前記導体とを一体的に樹
脂モールドしてパッケージする第４の工程と、一端が開
口された強磁性材料からなる磁気回路コアを前記パッケ
ージの外周に挟み込むようにして形成する第５の工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする。Further, the invention according to claim 7 is the first step of manufacturing a Hall element chip having a magnetic sensor having a thin film magnetic sensing portion, and a step of die-bonding the magnetic sensor chip to the island portion. 2, a third step of connecting the electrodes of the magnetic sensor and the lead member with a metal wire, and a fourth step of integrally resin-molding and packaging the magnetic sensor and the conductor, At least a fifth step of forming a magnetic circuit core made of a ferromagnetic material having one end opened so as to be sandwiched by the outer circumference of the package is provided.
【００１３】また、請求項８に記載の発明は、請求項７
に記載の発明において、前記磁気センサと該磁気センサ
の制御回路を搭載するアイランド部を有し、該磁気セン
サの外部接続端子となる導電性のリード部材と、該リー
ド部材に近接して設けられる電流通路となる導体とが一
体形成されたフレームを作製する工程を有することを特
徴とする。The invention described in claim 8 is the same as in claim 7.
In the invention described in (1), a conductive lead member that has an island portion on which the magnetic sensor and a control circuit for the magnetic sensor are mounted and serves as an external connection terminal of the magnetic sensor, and is provided in proximity to the lead member. The method is characterized by including a step of manufacturing a frame in which a conductor serving as a current path is integrally formed.
【００１４】つまり、本発明の電流検出装置は、所要の
基板上に形成されたホール素子と、金属の良導体からな
る被検出電流の通路が一体としてパッケージされてお
り、更に、電磁気学の法則によって被検出電流が電流通
路の周辺に生ずる磁束をホール素子に効率よく印加する
ために、電流通路を周回し、かつ、ホール素子部を覆っ
て終端一端が開いた軟磁性材料からなる磁気回路が付与
されていることを特徴とする電流検出装置である。この
場合、磁気回路コアは、パッケージの外側に設けてもよ
く、また必要に応じて、内側に設けてもよい。また一部
を内側に設けるようにしてもよい。That is, in the current detecting device of the present invention, the hall element formed on the required substrate and the passage of the detected current made of a good metal conductor are integrally packaged, and further, according to the law of electromagnetics. In order to efficiently apply the magnetic flux generated around the current path to the Hall element by the detected current, a magnetic circuit made of a soft magnetic material that circulates in the current path and covers the Hall element section and has one end opened is provided. The current detection device is characterized in that In this case, the magnetic circuit core may be provided outside the package or, if necessary, may be provided inside the package. Alternatively, a part may be provided inside.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。図２（ａ），（ｂ）は、本発明
の電流検出装置を説明するための図で、図２（ａ）は、
パッケージの上面から透視的に見た磁気センサであるホ
ール素子と電流通路の配置の例を示した図、図２（ｂ）
は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図３は、電流
検出器の斜視図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2A and 2B are views for explaining the current detection device of the present invention, and FIG.
FIG. 2B is a diagram showing an example of the arrangement of the Hall element and the current passage, which are magnetic sensors, as seen through from the top of the package.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a perspective view of the current detector.
【００１６】図中符号１１は、表面にホール素子１１ａ
が形成されてなるホール素子チップ、１２（２１，２
２，２３，２４）は、ホール素子１１ａの駆動及びホー
ル電圧を外部に取り出すためのリード部材、１３はホー
ル素子１１ａの電極とリード部材１２を繋ぐ金属ワイヤ
ー、１４は被検出電流が流れる電流通路を形成する導体
で、ホール素子チップ１１と電流通路１４とは絶縁性材
料のパッケージ１５内に一体的に収納されている。Reference numeral 11 in the figure denotes a Hall element 11a on the surface.
Hall element chip 12 (21, 21,
2, 23, 24) is a lead member for driving the Hall element 11a and taking out the Hall voltage to the outside, 13 is a metal wire connecting the electrode of the Hall element 11a and the lead member 12, and 14 is a current path through which a detected current flows. The Hall element chip 11 and the current path 14 are integrally housed in a package 15 made of an insulating material.
【００１７】さらに、電流通路１４を流れる被検出電流
が生じる磁束を、ホール素子チップ１１に効率的に印加
できるように、その一端が開口されている強磁性材料か
らなる磁気回路コア１６は、図２（ｂ）に示すように、
パッケージ１５の外周を、パッケージ１５を挟み込むよ
うにして電流通路１４を包み込んで装着されている。Further, in order to efficiently apply the magnetic flux generated by the detected current flowing through the current passage 14 to the Hall element chip 11, the magnetic circuit core 16 made of a ferromagnetic material having one end opened is shown in FIG. As shown in 2 (b),
The outer periphery of the package 15 is mounted so as to enclose the current path 14 so as to sandwich the package 15.
【００１８】つまり、本発明の電流検出装置は、磁気セ
ンサであるホール素子と電流通路を構成する導体が一体
でパッケージされ、更に、電流の発生する磁束をホール
素子に導く強磁性体からなる磁気回路コアが装着された
構造を有している。That is, in the current detecting device of the present invention, the Hall element, which is a magnetic sensor, and the conductor forming the current path are integrally packaged, and further, the magnetic flux made of a ferromagnetic material for guiding the magnetic flux generated by the current to the Hall element. It has a structure in which a circuit core is mounted.
【００１９】なお、本発明における磁気回路コアは、図
２に示すような基本的な断面構造であれば、パッケージ
の内部に形成されていてもよく、また外部に形成されて
いても良い。更には、パッケージと個別に作製しておい
て、使用時に図２（ｂ）に示すような断面構造に合体し
て電流検出装置としても良い。The magnetic circuit core according to the present invention may be formed inside or outside the package as long as it has a basic sectional structure as shown in FIG. Furthermore, the current detecting device may be manufactured separately from the package, and combined with the sectional structure as shown in FIG.
【００２０】図４（ａ），（ｂ）は、本発明における電
流検出装置の他の実施例を示す図で、図４（ａ）は、パ
ッケージの上面から見たホール素子と電流通路の配置の
例を示した図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断
面図である。図４（ａ）から分かるように、磁気回路コ
ア１６ａの幅ｄ２は、磁気回路コア１６の他の部分の幅
ｄ１よりも狭くなっており、より効率的にホール素子チ
ップ１１に被検出電流が生じた磁束を集中し、高感度で
電流を検出するようにしたものである。FIGS. 4 (a) and 4 (b) are views showing another embodiment of the current detecting device according to the present invention. FIG. 4 (a) is a layout of the Hall element and the current passage seen from the upper surface of the package. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4A. As can be seen from FIG. 4A, the width d2 of the magnetic circuit core 16a is narrower than the width d1 of the other part of the magnetic circuit core 16, so that the detected current is more efficiently applied to the Hall element chip 11. The generated magnetic flux is concentrated and the current is detected with high sensitivity.
【００２１】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明に
おける電流検出装置の更に他の実施例を示す図で、図５
（ａ）は磁気回路コアをパッケージの厚みを超えて三角
状に設けた場合、図５（ｂ）は磁気回路コアをパッケー
ジの厚みを超えて矩形に設けた場合、図５（ｃ）は磁気
回路コアをパッケージの厚みの相違部分に沿って設けた
場合を各々示している。つまり、電流検出能の高感度化
のために磁気センサであるホール素子のエアギャップを
実効的に小さくする好ましい構造例を示している。FIGS. 5A, 5B and 5C are views showing still another embodiment of the current detecting device according to the present invention.
5A shows a case where the magnetic circuit core is provided in a triangular shape over the thickness of the package, FIG. 5B shows a case where the magnetic circuit core is provided in a rectangular shape over the thickness of the package, and FIG. The case where the circuit core is provided along the different thickness portion of the package is shown. That is, a preferable structural example is shown in which the air gap of the Hall element, which is a magnetic sensor, is effectively reduced in order to increase the sensitivity of current detection.
【００２２】図５（ａ）において、磁気回路コア１６
（５１）のホール素子チップを覆うエアギャップの間隔
ｈ１が、電流通路１４を覆う部分の間隔ｈ２よりも狭く
したものである。これにより、ホール素子チップ１１に
より効率よく磁束を印加することができる。In FIG. 5A, the magnetic circuit core 16
The interval h1 of the air gap covering the Hall element chip of (51) is narrower than the interval h2 of the portion covering the current passage 14. Thereby, the magnetic flux can be efficiently applied to the Hall element chip 11.
【００２３】また、図５（ｂ）において、磁気回路コア
１６（５２）のホール素子チップを覆うエアギャップの
間隔ｈ３が、電流通路１４を覆う部分の間隔ｈ４よりも
狭くしたものである。これにより、ホール素子チップ１
１により効率よく磁束を印加することができる。Further, in FIG. 5B, the gap h3 of the air gap covering the Hall element chip of the magnetic circuit core 16 (52) is narrower than the gap h4 of the portion covering the current passage 14. As a result, the Hall element chip 1
1, the magnetic flux can be applied efficiently.
【００２４】さらに、図５（ｃ）において、磁気回路コ
ア１６（５３）のホール素子チップを覆うエアギャップ
の間隔ｈ５が、電流通路１４を覆う部分の間隔ｈ６より
も狭くしたものである。これにより、ホール素子チップ
１１により効率よく磁束を印加することができる。Further, in FIG. 5C, the gap h5 of the air gap covering the Hall element chip of the magnetic circuit core 16 (53) is narrower than the gap h6 of the portion covering the current passage 14. Thereby, the magnetic flux can be efficiently applied to the Hall element chip 11.
【００２５】図６は、本発明における電流検出装置の更
に他の実施例を示す図で、この電流検出装置は、弧状の
断面を有する強磁性材料からなる磁気回路コア２６の一
部に切欠部２３を形成し、この切欠部２３のエアギャッ
プに、リード部材２２に取り付けられたホール素子チッ
プ２１と、ホール素子チップ２１の近傍に設けられた電
流通路２４とを一体化したパッケージ２５を挿入固定し
て、弧状の形状を有する磁性材料の磁気回路コア２６の
中央を貫通する電流通路２４の発生する磁束を、磁気回
路コア２１を利用してホール素子チップ２１に印加し、
磁束の変化から電流を検出するように構成されている。FIG. 6 is a view showing still another embodiment of the current detecting device according to the present invention. In this current detecting device, a cutout is formed in a part of a magnetic circuit core 26 made of a ferromagnetic material having an arc-shaped cross section. 23 is formed, and the package 25 in which the Hall element chip 21 attached to the lead member 22 and the current passage 24 provided near the Hall element chip 21 are integrated is inserted and fixed in the air gap of the cutout 23. Then, the magnetic flux generated by the current path 24 penetrating the center of the magnetic circuit core 26 made of a magnetic material having an arc shape is applied to the Hall element chip 21 using the magnetic circuit core 21,
It is configured to detect current from changes in magnetic flux.
【００２６】このように、本発明の電流検出装置におい
ては、被検出電流を流すための電流通路とホール素子チ
ップがパッケージに一体となって組み込まれている。本
発明では、電流通路の断面積や材質は、通常、可能な限
り低抵抗で製作することが好ましく、被検出電流の容量
によって自由に設定して良い。電流通路の材質は、リー
ド部材とは異なっていても良いがリード部材と同じ材質
であると、製作しやすく好ましい。As described above, in the current detecting device of the present invention, the current path for flowing the current to be detected and the Hall element chip are integrally incorporated in the package. In the present invention, the cross-sectional area and material of the current passage are usually preferably manufactured with the lowest possible resistance, and may be freely set according to the capacity of the current to be detected. The material of the current passage may be different from that of the lead member, but the same material as that of the lead member is preferable because it is easy to manufacture.
【００２７】また、断面形状も特に制限はないが、四角
状の断面は製作しやすく好ましい。円形断面の電流通路
導体も効率よく電流を流せるので好ましく用いられる。
また、電流通路の導体の厚さは、リード部材と異なって
いても良いが、厚さも同じであると製作が容易で好まし
い。また、導体の幅は、被検出電流の電流容量によって
必要な幅を決めることが好ましく、リード部材と同じで
も良いが異なっていてもよく、特に、好ましい形態とし
て、リード部材の幅より、幅の広い導体がよく用いられ
る。更には、導体の厚さに比較して幅が同じか、もしく
は大きい場合は製作が容易で好ましい導体構造である。The cross-sectional shape is not particularly limited, but a square cross-section is preferable because it is easy to manufacture. A current passage conductor having a circular cross section is also preferably used because it can efficiently flow current.
Further, the thickness of the conductor of the current passage may be different from that of the lead member, but it is preferable that the thickness is the same because the production is easy. Further, the width of the conductor is preferably determined depending on the current capacity of the current to be detected, and may be the same as or different from that of the lead member. Wide conductors are often used. Furthermore, when the width is equal to or larger than the thickness of the conductor, the conductor structure is easy to manufacture and is a preferable conductor structure.
【００２８】本発明の電流検出装置に用いられる磁気回
路コアは、強磁性材料であって、かつ、残留磁束密度の
少ない軟磁性材料が用いられる。また、透磁率の高い材
質がよく、比透磁率１００以上のものが好ましい。フェ
ライトのようなセラミック系の強磁性材料でも良く、ま
たパーマロイや純鉄、珪素鋼等の残留磁束密度が小さ
く、かつ透磁率や飽和磁束密度の高い金属は好ましい。
更に、金属の磁気回路は、必要な構造を得るためのプレ
スや曲げ加工などがし易く製作が容易なので特に好まし
く用いられる。また、金属の場合は渦電流損失を少なく
する目的で金属板を重ねた積層構造で磁気回路を製作す
ることも好ましく行われる。更に金属は、パッケージの
内部に製作する場合に割れないので好ましい。The magnetic circuit core used in the current detecting device of the present invention is made of a ferromagnetic material and a soft magnetic material having a small residual magnetic flux density. A material having a high magnetic permeability is preferable, and a material having a relative magnetic permeability of 100 or more is preferable. A ceramic-based ferromagnetic material such as ferrite may be used, and a metal such as permalloy, pure iron, or silicon steel having a small residual magnetic flux density and a high magnetic permeability or a saturated magnetic flux density is preferable.
Further, the metal magnetic circuit is particularly preferably used because it can be easily pressed and bent to obtain a necessary structure and can be easily manufactured. In the case of metal, it is also preferable to manufacture a magnetic circuit with a laminated structure in which metal plates are stacked in order to reduce eddy current loss. Furthermore, metals are preferred as they do not crack when fabricated inside the package.
【００２９】本発明の電流検出装置は、このような構成
を有し、高感度のホール素子によって容易に電流を検出
するとともに、製作コストや、更に実装コストも低減す
ることができ、かつ、面実装なども可能で大量に使用す
る場合でも低コストで効率よく出来る。The current detection device of the present invention has such a structure, and can easily detect the current by the high-sensitivity Hall element, and can reduce the manufacturing cost and the mounting cost. It can be mounted, etc., and even when used in large quantities, it can be done efficiently at low cost.
【００３０】図７（ａ），（ｂ）は、本発明における電
流検出装置の更に他の実施例を示す図で、図７（ａ）
は、パッケージの上面から見たホール素子と電流通路の
配置の例を示した図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−
Ａ線断面図である。本発明の電流検出装置は、ホール素
子チップとそのホール素子チップの出力を増幅する回路
又は回路素子が電流通路とともに一体でパッケージされ
ている。7 (a) and 7 (b) are views showing still another embodiment of the current detecting device according to the present invention, and FIG.
Is a diagram showing an example of the arrangement of Hall elements and current passages as seen from the top surface of the package, and FIG. 7 (b) is A- of FIG.
It is an A line sectional view. In the current detection device of the present invention, a Hall element chip and a circuit or circuit element for amplifying the output of the Hall element chip are packaged together with a current path.
【００３１】図中符号３１は、表面にホール素子が形成
されてなるホール素子チップ、３２（７１，７２，７
３，７４，７５，７６，７７）は、増幅回路の駆動、ホ
ール素子の駆動及びホール電圧を外部に取り出すための
リード部材、３３はホール素子の電極とリード部材３２
を繋ぐ金属ワイヤー、３４は被検出電流が流れる電流通
路を形成する導体で、ホール素子チップ３１と電流通路
３４とは絶縁性材料のパッケージ３５内に一体的に収納
されている。なお、３７はホール素子の駆動回路や増幅
回路など制御回路である。また、駆動回路を制御する制
御回路は、被検出電流を直接表示できるように構成され
ている。In the figure, reference numeral 31 is a Hall element chip having a Hall element formed on the surface thereof, and 32 (71, 72, 7).
3, 74, 75, 76, 77) are lead members for driving the amplifier circuit, driving the Hall element, and extracting the Hall voltage to the outside, and 33 is an electrode of the Hall element and a lead member 32.
A metal wire 34 for connecting the above is a conductor forming a current path through which a current to be detected flows, and the Hall element chip 31 and the current path 34 are integrally housed in a package 35 made of an insulating material. Reference numeral 37 denotes a control circuit such as a hall element drive circuit and an amplifier circuit. Further, the control circuit that controls the drive circuit is configured to directly display the detected current.
【００３２】さらに、電流通路３４を流れる被検出電流
が生じる磁束を、ホール素子チップ１１に効率的に印加
できるように、その一端が開口されている強磁性材料か
らなる磁気回路コア３６は、図７（ｂ）に示すように、
パッケージ３５の外周を、パッケージ３５を挟み込むよ
うにして電流通路３４を包み込んで装着されている。Further, in order to efficiently apply the magnetic flux generated by the detected current flowing through the current path 34 to the Hall element chip 11, the magnetic circuit core 36 made of a ferromagnetic material having one end open is shown in FIG. As shown in 7 (b),
The current path 34 is wrapped around the outer periphery of the package 35 so as to sandwich the package 35.
【００３３】つまり、本発明の電流検出装置は、磁気セ
ンサであるホール素子とその駆動回路、電流通路を構成
する導体が一体でパッケージされ、更に、電流の発生す
る磁束をホール素子に導く強磁性体からなる磁気回路コ
アが装着された構造を有している。That is, in the current detecting device of the present invention, the Hall element, which is a magnetic sensor, the drive circuit for the Hall element, and the conductors forming the current path are integrally packaged, and further, the magnetic flux generated by the current is guided to the Hall element. It has a structure in which a magnetic circuit core composed of a body is attached.
【００３４】このように、本発明は、ホール素子と被検
出電流に比例するホール電圧の増幅回路、これらを駆動
する駆動電源、更に、被検出電流が流れる電流通路の導
体と電流通路を周回する構造で形成された磁気回路が一
体で形成され、ホール素子と増幅回路を駆動する駆動電
源の端子、及び検出電流に比例して増幅された出力電圧
が得られる出力電極とを有する電流検出装置である。As described above, according to the present invention, the Hall element and the amplifier circuit for the Hall voltage proportional to the detected current, the drive power supply for driving these, and the conductor of the current path through which the detected current flows and the current path are circulated. A current detection device in which a magnetic circuit formed by a structure is integrally formed, and which has a Hall element, a terminal of a driving power supply for driving an amplification circuit, and an output electrode from which an output voltage amplified in proportion to a detected current is obtained. is there.
【００３５】本発明の電流検出装置で、ホール素子の駆
動回路や増幅回路などは、以下一般に、本発明の電流検
出装置の制御回路と総称する。この制御回路は、電流通
路を流れる電流の生じた磁界に比例したホール電圧を増
幅して出力したり、更には、ホール電圧を電流値に変換
して出力する回路、ホール素子や増幅回路を駆動する電
源回路など本発明の基本機能を備えたものであればよ
く、ホール素子や電流通路等と全て一体としてパッケー
ジされてもよく、又その一部が一体でパッケージされて
いても良い。特に、ホール素子のホール電圧の増幅回
路、更には、電流値への変換回路などは一体でパッケー
ジされることが好ましい。In the current detecting device of the present invention, the hall element drive circuit and the amplifying circuit are generally referred to as the control circuit of the current detecting device of the present invention. This control circuit amplifies and outputs the Hall voltage that is proportional to the magnetic field generated by the current flowing through the current path, and further converts the Hall voltage to a current value and outputs it, and also drives the Hall element and amplifier circuit. A power supply circuit having the basic functions of the present invention, such as a power supply circuit, may be packaged as a whole with the hall element, the current path, or the like, or a part thereof may be packaged as a unit. In particular, it is preferable that the Hall voltage amplifying circuit of the Hall element, the current value converting circuit, and the like are integrally packaged.
【００３６】本発明の電流検出装置の出力形態は、必要
に応じ被検出電流に比例したアナログ出力、デジタル変
換したデジタル出力、予め指定された、又は、指定でき
る閾値以上で出力するなど応用によって各種の出力形態
が可能である。ホール素子と、アナログ増幅回路の組み
合わせが示されているがこれらが、必要に応じてＩＣや
ホール素子の駆動回路などとともに本発明では被検出電
流が流れる電流通路と一体でパッケージされる。The output form of the current detecting device of the present invention may be varied depending on the application, such as an analog output proportional to the current to be detected, a digital output converted into a digital output, a predesignated value or a threshold value which can be designated. Output forms are possible. A combination of a hall element and an analog amplifier circuit is shown, but these are packaged together with an IC, a drive circuit for the hall element, and the like, if necessary, in a current path through which a current to be detected flows.
【００３７】さらに、本発明の電流検出装置では、電流
を高感度検出する磁気センサであるホール素子は一般的
な半導体から成るホール素子であればよい。感磁部材質
は薄層あるいは薄膜のＳｉやＧｅ、高電子移動度のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体などが用いられる。特に、Ｎ型導
電性を示す薄い（厚さが１０μｍ以下、好ましくは５μ
ｍ以下）ＧａＡｓの導電層、ＩｎＳｂ薄膜、ＩｎＡｓ薄
膜、あるいはＩｎＧａＡｓの薄層等が好ましく使用され
る。更に超薄膜は好ましく用いられ、高電子移動度のＩ
ｎＡｓやＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＳｂなどをこれらの材料と
格子定数が近いもしくは同じである、バンドギャップの
大きい高抵抗あるいは絶縁性の化合物半導体のバリヤー
層でサンドイッチした構造に導電層を感磁部としたもの
やバンドギャップが異なる半導体のヘテロ界面に蓄積さ
れる２次元電子ガスの導電層を感磁層としたホール素子
などが好ましく使われる。Further, in the current detecting device of the present invention, the Hall element which is a magnetic sensor for detecting the current with high sensitivity may be a Hall element made of a general semiconductor. The magnetic sensitive material is a thin layer or thin film of Si or Ge, or II with high electron mobility.
An IV compound semiconductor or the like is used. In particular, it is thin (thickness is 10 μm or less, preferably 5 μm) showing N-type conductivity.
m or less) GaAs conductive layer, InSb thin film, InAs thin film, or InGaAs thin layer is preferably used. Furthermore, an ultrathin film is preferably used, and has a high electron mobility of I.
nAs, InAsSb, InSb, etc. sandwiched by a barrier layer of a high-resistance or insulating compound semiconductor having a large bandgap, which has a lattice constant close to or the same as those materials, and a conductive layer as a magnetic sensitive part A Hall element or the like in which a conductive layer of a two-dimensional electron gas accumulated at a hetero interface of semiconductors having different band gaps is used as a magnetic sensing layer is preferably used.
【００３８】更には、ＩｎＡｓやＩｎＳｂの導電層は単
結晶で絶縁性の単結晶ＧａＡｓや表面を絶縁化もしくは
高抵抗化した単結晶Ｓｉ等の基板の表面にエピタキシャ
ル成長したものがよく、特に、ＩｎＡｓやＩｎＳｂにＳ
ｉやＳｎをドープした単結晶薄膜を感磁部にしたホール
素子が好ましく用いられる。これらＩｎＳｂやＩｎＡｓ
の薄膜を感磁部としたホール素子の電子濃度は、５×１
０−１６ｃｍ−３から１×１０−１８ｃｍ−３の範囲が
本発明の磁気センサとして好ましく用いられる。Further, the conductive layer of InAs or InSb is preferably a single crystal, which is an insulating single crystal GaAs, or a substrate which is epitaxially grown on the surface of a substrate such as single crystal Si whose surface is insulated or has high resistance. Or InSb to S
A Hall element having a single crystal thin film doped with i or Sn as a magnetic sensitive portion is preferably used. InSb and InAs
The electron density of the Hall element that uses the thin film of
The range of 0 -16 cm -3 to 1 x 10 -18 cm -3 is preferably used as the magnetic sensor of the present invention.
【００３９】図８は、本発明の電流検出装置で使用され
る薄い導電性の高い金属フレームを示す図で、磁気セン
サであるホール素子をダイボンドするアイランド４１を
有するホール素子の外部接続端子となるリード部材４２
（８１，８２，８３、８４）と、リード部材４２に近接
して隣り合って配置されている被検出電流が流れる電流
通路４４とが一体で形成された金属フレームを示してい
る。FIG. 8 is a view showing a thin highly conductive metal frame used in the current detecting device of the present invention, which serves as an external connection terminal of a Hall element having an island 41 for die-bonding the Hall element which is a magnetic sensor. Lead member 42
(81, 82, 83, 84) and a current frame 44, which is arranged adjacent to and adjacent to the lead member 42 and through which a detected current flows, are integrally formed.
【００４０】さらに、図７に示した本発明の電流検出装
置で使用する薄い導電性の高い金属板から所望の形状で
製作した、磁気センサであるホール素子とホール素子の
出力を増幅する増幅回路やホール素子の駆動電源などが
製作されているＳｉのＩＣチップ等をダイボンドする大
きいアイランド４１を有し、外部よりＩＣやホール素子
に駆動電源を供給するための外部接続端子となるリード
部材と、増幅され検出電流に比例した出力を取り出すた
めの出力電極に接続されるリード部材とこれらのリード
部材に近接して隣り合って配置されている被検出電流が
流れる電流通路とが一体で形成された金属フレームも類
似の構造である。Further, a Hall element, which is a magnetic sensor, and an amplifier circuit for amplifying the output of the Hall element, which is manufactured in a desired shape from a thin highly conductive metal plate used in the current detecting device of the present invention shown in FIG. A lead member serving as an external connection terminal for externally supplying drive power to the IC or Hall element, which has a large island 41 for die-bonding a Si IC chip or the like for which drive power for the Hall element or the like is manufactured. A lead member connected to an output electrode for extracting an output that is amplified and proportional to the detected current, and a current passage, which is disposed adjacent to and adjacent to these lead members and through which a detected current flows, are integrally formed. The metal frame has a similar structure.
【００４１】次に、本発明の電流検出装置の製造方法に
ついて以下に説明する。図９は、本発明の電流検出装置
の製造方法を説明するためのフローチャートである。ま
ず、図２に示した本発明の電流検出装置の製造は、薄い
導電性の高い金属板から所望の形状に切り出し、磁気セ
ンサであるホール素子をダイボンドするアイランドを有
するリードを含むホール素子の外部接続端子となる複数
のリード部材と、このリード部材に近接して隣り合って
製作されている被検出電流が流れる電流通路とが一体で
形成されたフレームを製作する（Ｓ１）。薄膜の感磁部
を有するホール素子を有するホール素子チップを製作す
る（Ｓ２）。次いで、ホール素子チップをアイランドに
ダイボンドする（Ｓ３）。ホール素子の電極とリード間
を金属ワイヤーで接続し（Ｓ４）、更に、ホール素子と
電流通路を一体で樹脂モールドしてパッケージする（Ｓ
５）。Next, a method of manufacturing the current detecting device of the present invention will be described below. FIG. 9 is a flow chart for explaining the method of manufacturing the current detection device of the present invention. First, in the manufacture of the current detection device of the present invention shown in FIG. 2, a thin metal plate having high conductivity is cut into a desired shape, and a Hall element including a lead which has an island for die-bonding the Hall element, which is a magnetic sensor, is externally included. A frame is integrally formed with a plurality of lead members that serve as connection terminals and a current path that is formed adjacent to and adjacent to the lead members and through which a detected current flows (S1). A Hall element chip having a Hall element having a thin film magnetic sensing portion is manufactured (S2). Next, the Hall element chip is die-bonded to the island (S3). The electrodes of the Hall element and the leads are connected with a metal wire (S4), and the Hall element and the current path are integrally resin-molded and packaged (S4).
5).
【００４２】一端が開口された構造で強磁性材料から成
る磁気回路をパッケージの上下に形成し、次いで、一体
で製作されているホール素子のリード部材と電流通路の
所要の部分を切断することでホール素子のリード部材と
電流通路を電気的に切り離す（Ｓ６）。磁気回路とパッ
ケージを一体化固定する（Ｓ７）。この工程には、電流
通路を包みホール素子部を上下からサンドイッチする構
造で磁気回路を取り付ける工程を少なくとも含み、電流
検出装置が完成する（Ｓ８）。By forming a magnetic circuit made of a ferromagnetic material in a structure with one end open at the top and bottom of the package, and then cutting the required parts of the lead element and the current passage of the Hall element which are integrally manufactured. The lead member of the Hall element and the current path are electrically separated (S6). The magnetic circuit and the package are integrally fixed (S7). This step includes at least a step of attaching a magnetic circuit with a structure in which the current passage is wrapped and the Hall element portion is sandwiched from above and below, and the current detection device is completed (S8).
【００４３】次に、図７に示した本発明の電流検出装置
の製造方法について説明する。まず、薄い導電性の高い
金属板から所望の形状に切り出し、磁気センサであるホ
ール素子と制御回路の製作された回路素子をダイボンド
するアイランドを有するリードを含む複数のリード部材
と、このリード部材に近接して隣り合って製作されてい
る被検出電流が流れる電流通路とが一体で形成されたフ
レームを製作する（Ｓ１）。薄膜の感磁部を有するホー
ル素子を有するホール素子チップを製作する（Ｓ２）。
次いで、ホール素子チップをアイランドにダイボンドす
る（Ｓ３）。ホール素子の電極とリード間を金属ワイヤ
ーで接続する（Ｓ４）。更に、制御回路、ホール素子と
電流通路を一体で樹脂モールドしてパッケージする（Ｓ
５）。Next, a method of manufacturing the current detecting device of the present invention shown in FIG. 7 will be described. First, a plurality of lead members including leads having an island for cutting a thin metal plate having high conductivity into a desired shape and die-bonding a magnetic sensor, a Hall element, and a circuit element for which a control circuit is manufactured, and a plurality of lead members. A frame is integrally formed with a current passage through which a current to be detected, which is manufactured adjacently and adjacently, flows (S1). A Hall element chip having a Hall element having a thin film magnetic sensing portion is manufactured (S2).
Next, the Hall element chip is die-bonded to the island (S3). The electrodes of the Hall element and the leads are connected with a metal wire (S4). Further, the control circuit, the hall element and the current path are integrally resin-molded and packaged (S
5).
【００４４】一端が開口された構造で強磁性材料から成
る磁気回路をパッケージの上下に形成し、次いで、一体
で製作されているホール素子と制御回路に接続された複
数のリードと電流通路の所要の部分を切断し、電流通路
を電気的に切り離す（Ｓ６）。電流通路を包みホール素
子部を上下からサンドイッチし、磁気回路とパッケージ
を一体化固定し（Ｓ７）、電流検出装置が完成する（Ｓ
８）。Magnetic circuits made of a ferromagnetic material having a structure with one end opened are formed on the upper and lower sides of the package, and then a plurality of leads connected to the Hall element and the control circuit, which are integrally manufactured, and a current path are required. Is cut off and the current path is electrically cut off (S6). The current path is wrapped and the Hall element part is sandwiched from above and below, the magnetic circuit and the package are integrally fixed (S7), and the current detection device is completed (S).
8).
【００４５】本発明によれば、電流検出装置を一個ずつ
製作することもできるが、同時に、複数個製作すること
も容易にできる。特に、量産する場合には、金属フレー
ムに複数個のホール素子リードと電流通路を製作したも
のを用い、同時に複数個の電流検出装置を製作すること
が容易であり好ましく行われる。According to the present invention, the current detecting devices can be manufactured one by one, but at the same time, a plurality of current detecting devices can be easily manufactured. In particular, in mass production, it is easy and preferable to use a metal frame in which a plurality of Hall element leads and a current path are manufactured and simultaneously manufacture a plurality of current detection devices.
【００４６】本発明の樹脂モールド工程は、電子部品の
パッケージに用いられる一般的な方法が応用できるが、
熱硬化性の樹脂を用いるトランスファーモールドや熱可
塑性の樹脂を用いるインジェクション法などが好ましい
方法である。In the resin molding process of the present invention, a general method used for packaging electronic parts can be applied.
Transfer molding using a thermosetting resin, an injection method using a thermoplastic resin, and the like are preferable methods.
【００４７】このような本発明の電流検出装置は、同時
に複数の製品を並行して製作でき、磁気回路コアや、電
流通路などを金型やエッチングなどの方法で効率よく製
作でき、製作精度は高く生産性もよく、コストも安い。
更に、製品の品質や特性均一でも安定である。更に、そ
の構造から明らかなように極めて小型で製作できる特徴
もある。In the current detecting device of the present invention as described above, a plurality of products can be manufactured in parallel at the same time, and the magnetic circuit core, the current path, etc. can be efficiently manufactured by a method such as a die or etching, and the manufacturing accuracy is high. High productivity, low cost.
Further, it is stable even if the product quality and characteristics are uniform. Further, as is clear from the structure, there is a feature that it can be manufactured in an extremely small size.
【００４８】さらに、通常の電子部品と同じ工程でプリ
ント基板に実装でき実装コストも安い。磁気センサにＩ
ｎＳｂのＳｉやＳｎ、Ｔｅ，Ｃｅ等をドープした単結晶
薄膜ホール素子を使用すると高感度で電流検出が可能で
ある。特に、磁気センサにＩｎＳｂのＳｎドープの単結
晶薄膜ホール素子を使用すると高感度で１０ｍＡ以下の
電流検出が可能である。Further, the mounting cost can be reduced because it can be mounted on a printed circuit board in the same process as that for normal electronic parts. I for magnetic sensor
When a single crystal thin film Hall element doped with nSb such as Si, Sn, Te or Ce is used, current detection can be performed with high sensitivity. In particular, when an InSb Sn-doped single crystal thin film Hall element is used for the magnetic sensor, a current of 10 mA or less can be detected with high sensitivity.
【００４９】このような本発明の電流検出装置の具体的
な実施例について、以下に説明するが、本発明は、この
実施例のみに限定されるものではない。A specific embodiment of such a current detecting device of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this embodiment.
【００５０】［実施例１］始めに、半絶縁性のＧａＡｓ
基板上にＳｎをドープしてエピタキシアル成長させた厚
さ１μｍのＩｎＳｂ薄膜を感磁部とした０．４ｍｍ角
で、厚さが０．３ｍｍの正方形のホール素子チップを製
作した。一方、ホール素子チップとは別に、図８にその
平面形状の一部を示した金属フレームを製作した。この
金属フレームは、表面に銀メッキした無酸素銅で、ホー
ル素子のリード部は、厚さ０．５ｍｍ、幅０．７ｍｍで
あり、被検出電流を流すための電流通路は、リードと同
じ材質の無酸素銅から成り、厚さ０．５ｍｍ、幅６．０
ｍｍである。[Example 1] First, semi-insulating GaAs
A square Hall element chip having a 0.4 mm square and a thickness of 0.3 mm was manufactured by using a 1 μm thick InSb thin film epitaxially grown by doping Sn on the substrate as a magnetic sensitive portion. On the other hand, in addition to the Hall element chip, a metal frame whose planar shape is partially shown in FIG. 8 was manufactured. This metal frame is oxygen-free copper with silver plating on the surface, the lead part of the Hall element has a thickness of 0.5 mm and a width of 0.7 mm, and the current path for passing the detected current is made of the same material as the lead. Made of oxygen-free copper, thickness 0.5mm, width 6.0
mm.
【００５１】次に、金属フレームのアイランド部４１に
ホール素子チップをダイボンデングし、次いで、ホール
素子とリード間を金ワイヤーによるワイヤーボンデング
法で接続した。Next, the Hall element chip was die-bonded to the island portion 41 of the metal frame, and then the Hall element and the lead were connected by a wire bonding method using a gold wire.
【００５２】次に、この金属フレームを金型にセット
し、トランスファーモールドにより、エポキシ樹脂によ
り、ホール素子と電流通路を一体でパッケージした。次
いで、金属フレームの所要の部分を切断し、一体化して
パッケージされたているホール素子のリードと電流通路
を電気的に切り離し、更に、、パーマロイから成る、あ
らかじめ所用の形状でフォーミングした強磁性体の磁気
回路部がホール素子部と電流通路をパッケージに密着し
て上下より包みホール素子部は磁気回路の開口部形成し
た断面形状で，パッケージの外側を覆うように接着さ
れ、図２に示した基本構造の電流検出装置を複数個製作
した。Next, the metal frame was set in a mold, and the hall element and the current passage were integrally packaged by transfer molding with epoxy resin. Then, a required portion of the metal frame is cut to electrically separate the lead and the current path of the integrally packaged Hall element, and further, a ferromagnetic body formed of a permalloy in a desired shape in advance. 2. The magnetic circuit part of FIG. 2 is wrapped around the Hall element part and the current passage so as to closely adhere to the package from above and below. The Hall element part has a cross-sectional shape that forms the opening of the magnetic circuit and is bonded so as to cover the outside of the package. We have manufactured several basic current detection devices.
【００５３】製作された電流検出装置は、パッケージの
厚さが３．０ｍｍ、電流通路に直角な断面の幅は、１０
ｍｍで、電流通路方向の長さは、１０ｍｍ。更に、ホー
ル素子部のパッケージ厚さは、１．５ｍｍで他の部位よ
り薄く製作されている。また、強磁性体の磁気回路部
は、厚さ０．５ｍｍ、電流通路部の幅が８．０ｍｍであ
るが、ホール素子部の上面は磁束の集中を効果的にする
ために幅は３．０ｍｍで、他の部位より幅が狭く形成さ
れている。The manufactured current detecting device had a package thickness of 3.0 mm and a width of a cross section perpendicular to the current passage of 10 mm.
mm, the length in the current path direction is 10 mm. Further, the package thickness of the Hall element part is 1.5 mm, which is thinner than other parts. The ferromagnetic magnetic circuit has a thickness of 0.5 mm and the current passage has a width of 8.0 mm, but the top surface of the Hall element has a width of 3. to effectively concentrate the magnetic flux. The width is 0 mm, and the width is narrower than other parts.
【００５４】また、この電流検出装置は、従来の電流検
出装置と違って容易にプリント基板上に通常の電子部品
と同じようにハンダ付け実装が出来る。すなわち、本発
明の電流検出装置は、通常のプリント基板へのハンダ付
けによる部品実装機で容易に実装できる構造である。Also, unlike the conventional current detecting device, this current detecting device can be easily mounted on the printed circuit board by soldering like ordinary electronic parts. That is, the current detection device of the present invention has a structure that can be easily mounted by a component mounting machine by soldering to a normal printed circuit board.
【００５５】［実施例２］始めに、半絶縁性のＧａＡｓ
基板上にＳｎをドープしてエピタキシアル成長させた厚
さ１μｍのＩｎＳｂ薄膜を感磁部とした０．４ｍｍ角
で、厚さが０．３ｍｍの正方形のホール素子チップを製
作した。更に、このホール素子チップの基板であるＧａ
Ａｓを薄く研磨し、厚さ７０μｍとした。ついで、基板
サイズ０．４ｍｍ角、厚さ０．２５ｍｍのフェライト基
板をホール素子チップの感磁部が形成されている面と反
対の面に接着し、フェライト基板を有するホール素子チ
ップを製作した。Example 2 First, semi-insulating GaAs
A square Hall element chip having a 0.4 mm square and a thickness of 0.3 mm was manufactured by using a 1 μm thick InSb thin film epitaxially grown by doping Sn on the substrate as a magnetic sensitive portion. In addition, the substrate of this Hall element chip, Ga
As was thinly polished to a thickness of 70 μm. Then, a ferrite substrate having a substrate size of 0.4 mm square and a thickness of 0.25 mm was adhered to the surface of the Hall element chip opposite to the surface on which the magnetic sensing portion was formed, to manufacture a Hall element chip having a ferrite substrate.
【００５６】一方、このホール素子チップとは別に、図
８に示した構造の金属フレームを製作した。この金属フ
レームは、表面に銀メッキした無酸素銅で、ホール素子
のリード部は、厚さ０．５ｍｍ、幅０．７ｍｍであり、
被検出電流を流すための電流通路は、リードと同じ材質
の無酸素銅から成り、厚さ０．５ｍｍ、幅６．０ｍｍで
ある。Separately from this Hall element chip, a metal frame having the structure shown in FIG. 8 was manufactured. This metal frame is oxygen-free copper with silver plating on the surface, and the lead portion of the Hall element has a thickness of 0.5 mm and a width of 0.7 mm.
The current path for passing the current to be detected is made of oxygen-free copper made of the same material as the lead, and has a thickness of 0.5 mm and a width of 6.0 mm.
【００５７】次に、金属フレームのアイランド部４１に
ホール素子チップをダイボンデングし、次いで、ホール
素子とリード間を金ワイヤーによるワイヤーボンデング
法で接続した。Next, the Hall element chip was die-bonded to the island portion 41 of the metal frame, and then the Hall element and the lead were connected by a wire bonding method using a gold wire.
【００５８】次に、この金属フレームを金型にセット
し、トランスファーモールドにより、エポキシ樹脂によ
り、ホール素子と電流通路を一体でパッケージした。次
いで、金属フレームの所要の部分を切断し、一体化して
パッケージされたているホール素子のリードと電流通路
を電気的に切り離し、更に、図７（ｂ）に示したよう
に、パーマロイから成る、あらかじめ所用の形状でフォ
ーミングした強磁性体の磁気回路部がホール素子部と電
流通路をパッケージに密着して上下より包みホール素子
部は磁気回路の開口部形成した断面形状で，パッケージ
の外側を覆うように接着され、図６に示したエアギャッ
プ部を有する電流検出装置を複数個製作した。Next, this metal frame was set in a mold, and the hall element and the current passage were integrally packaged by transfer molding with epoxy resin. Then, a required portion of the metal frame is cut to electrically disconnect the lead and current path of the integrally packaged Hall element, and further, as shown in FIG. 7B, is made of permalloy. The magnetic circuit part of the ferromagnetic material, which has been formed in the required shape in advance, wraps the Hall element part and the current passage in close contact with the package from above and below, and the Hall element part has a cross-sectional shape that forms the opening of the magnetic circuit and covers the outside of the package. A plurality of current detecting devices having the air gap portions shown in FIG.
【００５９】製作された電流検出装置は、パッケージの
厚さが３．０ｍｍ、電流通路に直角な断面の幅は、１０
ｍｍで、電流通路方向の長さは、１０ｍｍである。更
に、ホール素子部のパッケージ厚さは、１．５ｍｍで他
の部位より薄く製作されている。また、強磁性体の磁気
回路部は、厚さ０．５ｍｍ、電流通路部の幅が８．０ｍ
ｍであるが、ホール素子部の上面は磁束の集中を効果的
にするために幅は３．０ｍｍで、他の部位より幅が狭く
形成されている。The manufactured current detecting device has a package thickness of 3.0 mm and a width of a cross section perpendicular to the current passage of 10 mm.
mm, the length in the direction of the current path is 10 mm. Further, the package thickness of the Hall element part is 1.5 mm, which is thinner than other parts. The ferromagnetic magnetic circuit has a thickness of 0.5 mm and the current passage has a width of 8.0 m.
Although the width is m, the upper surface of the Hall element portion has a width of 3.0 mm in order to effectively concentrate the magnetic flux, and is formed narrower than other portions.
【００６０】また、この電流検出装置は、従来の電流検
出装置と違って、容易にプリント基板上に通常の電子部
品と同じようにハンダ付け実装が出来る。すなわち、本
発明の電流検出装置は、通常のプリント基板へのハンダ
付けによる部品実装機で容易に実装できる構造である。Also, unlike the conventional current detecting device, this current detecting device can be easily soldered and mounted on the printed circuit board like ordinary electronic parts. That is, the current detection device of the present invention has a structure that can be easily mounted by a component mounting machine by soldering to a normal printed circuit board.
【００６１】また本試作例は、ホール素子チップにフェ
ライト基板が張り合わせてあり、磁気回路の開口部の磁
気抵抗が実施例１に比較してより少ない為より高感度の
電流検出が可能である。In this prototype, the Hall element chip is bonded to the ferrite substrate, and the magnetic resistance at the opening of the magnetic circuit is smaller than that of the first embodiment, so that more sensitive current detection can be performed.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
出力の端子がリード部材と接続されたホール素子と、ホ
ール素子に近接して設けられた被検出電流の通路となる
導体と、ホール素子及び導体とを一体的に包み込むパッ
ケージと、一端が開口され、ホール素子及び導体とを挟
み込むようにしてパッケージの外周に密着して設けられ
た磁気回路コアとを備えたので、高感度のホール素子に
よって容易に電流を検出するとともに、製作コストや、
更に実装コストも低減することができ、かつ、面実装な
ども可能で大量に使用する場合でも低コストで効率よく
出来る。As described above, according to the present invention, a Hall element whose input / output terminals are connected to a lead member, and a conductor which is provided near the Hall element and serves as a passage for a detected current, Since the package integrally encloses the Hall element and the conductor and the magnetic circuit core which is provided at one end and is closely attached to the outer periphery of the package so as to sandwich the Hall element and the conductor, high sensitivity is achieved. Easy to detect current by Hall element, manufacturing cost,
Further, the mounting cost can be reduced, and surface mounting can be performed, so that even when a large amount is used, the cost can be efficiently reduced.
【図１】従来の電流検出装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a conventional current detection device.
【図２】本発明の電流検出装置を説明するための図で、
（ａ）は、パッケージの上面から透視的に見た磁気セン
サであるホール素子と電流通路の配置の例を示した図、
（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a current detection device of the present invention,
(A) is a diagram showing an example of the arrangement of a Hall element and a current path, which is a magnetic sensor as seen through from the top of the package,
(B) is the sectional view on the AA line of (a).
【図３】電流検出器の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a current detector.
【図４】本発明における電流検出装置の他の実施例を示
す図で、（ａ）は、パッケージの上面から見たホール素
子と電流通路の配置の例を示した図、（ｂ）は、（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。4A and 4B are views showing another embodiment of the current detection device according to the present invention, FIG. 4A showing an example of arrangement of Hall elements and current passages as seen from the upper surface of the package, and FIG. (A)
FIG. 9 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図５】本発明における電流検出装置の更に他の実施例
を示す図で、（ａ）は磁気回路コアをパッケージの厚み
を超えて三角状に設けた場合、（ｂ）は磁気回路コアを
パッケージの厚みを超えて矩形に設けた場合、（ｃ）は
磁気回路コアをパッケージの厚みの相違部分に沿って設
けた場合を各々示している。FIG. 5 is a diagram showing still another embodiment of the current detecting device according to the present invention, where (a) shows a magnetic circuit core provided in a triangular shape over the thickness of the package, and (b) shows a magnetic circuit core. In the case where the magnetic circuit core is provided in a rectangular shape exceeding the thickness of the package, (c) shows the case where the magnetic circuit core is provided along the portion where the thickness of the package differs.
【図６】本発明における電流検出装置の更に他の実施例
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing still another embodiment of the current detecting device according to the present invention.
【図７】本発明における電流検出装置の更に他の実施例
を示す図で、（ａ）は、パッケージの上面から見たホー
ル素子と電流通路の配置の例を示した図、（ｂ）は、
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。7A and 7B are views showing still another embodiment of the current detecting device according to the present invention, FIG. 7A is a view showing an example of arrangement of Hall elements and current passages as seen from the upper surface of the package, and FIG. ,
It is the sectional view on the AA line of (a).
【図８】本発明の電流検出装置で使用される薄い導電性
の高い金属フレームを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a thin highly conductive metal frame used in the current detection device of the present invention.
【図９】本発明の電流検出装置の製造方法を説明するた
めのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for explaining a method for manufacturing the current detection device of the present invention.
１ 磁気回路コア
２ 切欠部
３ ホール素子
４ 電流通路
１１ ホール素子チップ
１１ａ ホール素子
１２（２１，２２，２３，２４） リード部材
１３ 金属ワイヤー
１４ 導体
１５ パッケージ
２１ ホール素子チップ
２２ リード部材
２３ 切欠部
２４ 電流通路
２５ パッケージ
２６ 磁気回路コア
３１ ホール素子チップ
３２（７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７）
リード部材
３３ 金属ワイヤー
３４ 導体
３５ パッケージ
３６ 磁気回路コア
３７ 制御回路
４１ アイランド
４２（８１，８２，８３、８４） リード部材
４４ 電流通路1 Magnetic Circuit Core 2 Notch 3 Hall Element 4 Current Passage 11 Hall Element Chip 11a Hall Element 12 (21, 22, 23, 24) Lead Member 13 Metal Wire 14 Conductor 15 Package 21 Hall Element Chip 22 Lead Member 23 Notch 24 Current path 25 Package 26 Magnetic circuit core 31 Hall element chip 32 (71, 72, 73, 74, 75, 76, 77)
Lead member 33 Metal wire 34 Conductor 35 Package 36 Magnetic circuit core 37 Control circuit 41 Island 42 (81, 82, 83, 84) Lead member 44 Current passage
Claims (8)
磁気センサと、該磁気センサに近接して設けられた被検
出電流の通路となる導体と、前記磁気センサ及び前記導
体とを一体的に包み込むパッケージと、一端が開口さ
れ、前記磁気センサ及び前記導体とを挟み込むようにし
て前記パッケージの外周に設けられた磁気回路コアとを
備えたことを特徴とする電流検出装置。1. A magnetic sensor whose input and output terminals are connected to a lead member, a conductor which is provided near the magnetic sensor and serves as a passage for a current to be detected, and the magnetic sensor and the conductor are integrated. And a magnetic circuit core provided on the outer circumference of the package such that the magnetic sensor and the conductor are sandwiched between the package and the package.
例して該磁気センサにより出力されるホール電圧をアナ
ログ増幅する増幅回路とが、同一のパッケージ内に収容
された構造であることを特徴とする請求項１に記載の電
流検出装置。2. The structure in which the magnetic sensor and an amplifier circuit for analog-amplifying the Hall voltage output from the magnetic sensor in proportion to the detected current are housed in the same package. The current detection device according to claim 1.
記磁気センサ及び前記増幅回路を駆動する駆動回路と、
前記導体とが一体形成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の電流検出装置。3. The magnetic sensor, the amplifier circuit, and a drive circuit for driving the magnetic sensor and the amplifier circuit,
The current detecting device according to claim 1 or 2, wherein the conductor is integrally formed.
らなることを特徴とする請求項２又は３に記載の電流検
出装置。4. The current detecting device according to claim 2, wherein the amplifier circuit is made of a Si IC or LSI.
外周に密着して設けられていることを特徴とする請求項
１乃至４いずれかに記載の電流検出装置。5. The current detection device according to claim 1, wherein the magnetic circuit core is provided in close contact with the outer periphery of the package.
抗素子、リニアホールＩＣのいずれかであることを特徴
とする請求項１乃至５いずれかに記載の電流検出装置。6. The current detecting device according to claim 1, wherein the magnetic sensor is any one of a Hall element, a magnetic resistance element, and a linear Hall IC.
たホール素子チップを作製する第１の工程と、 該磁気センサチップを前記アイランド部にダイボンドす
る第２の工程と、 前記磁気センサの電極と前記リード部材間を金属ワイヤ
ーで接続する第３の工程と、 前記磁気センサと前記導体とを一体的に樹脂モールドし
てパッケージする第４の工程と、 一端が開口された強磁性材料からなる磁気回路コアを前
記パッケージの外周に挟み込むようにして形成する第５
の工程とを少なくとも備えたことを特徴とする電流検出
装置の製造方法。7. A first step of manufacturing a Hall element chip including a magnetic sensor having a thin film magnetic sensing portion, a second step of die-bonding the magnetic sensor chip to the island portion, and a magnetic sensor of the magnetic sensor. A third step of connecting the electrode and the lead member with a metal wire; a fourth step of integrally resin-molding the magnetic sensor and the conductor and packaging; and a ferromagnetic material having one end opened. A fifth magnetic circuit core is formed by sandwiching the magnetic circuit core on the outer periphery of the package.
The manufacturing method of the electric current detection apparatus characterized by including at least the process of.
路を搭載するアイランド部を有し、該磁気センサの外部
接続端子となる導電性のリード部材と、該リード部材に
近接して設けられる電流通路となる導体とが一体形成さ
れたフレームを作製する工程を有することを特徴とする
請求項７に記載の電流検出装置の製造方法。8. A conductive lead member serving as an external connection terminal of the magnetic sensor, the conductive lead member having an island portion on which the magnetic sensor and a control circuit for the magnetic sensor are mounted, and a current provided in proximity to the lead member. The method for manufacturing a current detecting device according to claim 7, further comprising a step of manufacturing a frame integrally formed with a conductor to be a passage.
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