JP2011185914A - Current sensor - Google Patents

Current sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2011185914A
JP2011185914A JP2010070898A JP2010070898A JP2011185914A JP 2011185914 A JP2011185914 A JP 2011185914A JP 2010070898 A JP2010070898 A JP 2010070898A JP 2010070898 A JP2010070898 A JP 2010070898A JP 2011185914 A JP2011185914 A JP 2011185914A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring board
printed wiring
multilayer printed
coil
current sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010070898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tateshi Miyawaki
立志 宮脇
Akira Okada
章 岡田
Nobuyuki Shinchi
信幸 新地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kohshin Electric Corp
Original Assignee
Kohshin Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kohshin Electric Corp filed Critical Kohshin Electric Corp
Priority to JP2010070898A priority Critical patent/JP2011185914A/en
Publication of JP2011185914A publication Critical patent/JP2011185914A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor that is small and inexpensive and can accurately detect current to be measured using a multilayer printed wiring board. <P>SOLUTION: A coil section as a primary conductor pattern of at least one coil shape is formed in the multilayer printed wiring board, and a magnetoelectric conversion element is built. Thus, withstand insulating voltage between the primary conductor pattern and magnetoelectric conversion element is improved, the magnetic flux applied to the magnetoelectric conversion element is increased by setting the primary conductor pattern in the coil shape, the cost is reduced, and the primary conductor pattern can approach the magnetoelectric conversion element. Therefore, the accuracy can be increased. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、多層プリント配線基板において、磁電変換素子とコイル状の一次導体パターンを備えた電流センサに関するものである。  The present invention relates to a current sensor including a magnetoelectric conversion element and a coiled primary conductor pattern in a multilayer printed wiring board.

従来、非接触で被測定電流を計測する手法としては、一般的に、磁気コアを用いたものがある。磁気コアを利用した電流センサは、磁気コアを被測定電流の流れる導体を取り囲む様に設置し、磁気コアに設けたギャップ部とともに磁気回路を形成する。ギャップ部に設置した磁電変換素子を通じて、被測定電流により磁気回路に生じた磁束の大きさを測定することで、非接触で被測定電流の大きさを測定する。  Conventionally, as a method for measuring a current to be measured in a non-contact manner, there is generally a method using a magnetic core. In a current sensor using a magnetic core, the magnetic core is installed so as to surround a conductor through which a current to be measured flows, and a magnetic circuit is formed together with a gap portion provided in the magnetic core. The magnitude of the current to be measured is measured in a non-contact manner by measuring the magnitude of the magnetic flux generated in the magnetic circuit by the current to be measured through the magnetoelectric conversion element installed in the gap portion.

近年、小型化や軽量化、あるいは高精度化等を目的とし、磁気コアを用いないコアレスタイプの電流センサが提案されている。コアレスタイプの電流センサとしては、金属製のU字型一次導体上に、シールド層を介してホール素子を設置したものがある(例えば、特許文献1参照)。  In recent years, a coreless type current sensor that does not use a magnetic core has been proposed for the purpose of miniaturization, weight reduction, and high accuracy. As a coreless type current sensor, there is one in which a Hall element is installed on a metal U-shaped primary conductor via a shield layer (see, for example, Patent Document 1).

また、別のコアレスタイプの電流センサとしては、クランク状に折り曲げられたU字型の一次導体のU字部近傍に、磁電変換素子を設置し、さらにU字型の一次導体と磁電変換素子の双方を挟み込むように強磁性材を略平行に配置したものがある(例えば、特許文献2参照)。  As another coreless type current sensor, a magnetoelectric conversion element is installed in the vicinity of the U-shaped portion of the U-shaped primary conductor bent in a crank shape, and the U-shaped primary conductor and the magnetoelectric conversion element are arranged. There is one in which ferromagnetic materials are arranged substantially in parallel so as to sandwich both of them (see, for example, Patent Document 2).

特開2008−545964公報  JP 2008-545964 A 特開平5−223849公報  Japanese Patent Laid-Open No. 5-223849

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

前記特許文献1に開示されているコアレスタイプの電流センサは、ホール素子近傍において高い磁束密度を得るために一次導体断面積をホール素子近傍において縮小し、高い電流密度を得る構造をとっている。しかしながら急激に断面積を縮小し電流密度を上げることで、特にホール素子近傍において一次導体に発熱が生じ、発熱によりホール素子の動作が不安定になるという問題点があった。  The coreless type current sensor disclosed in Patent Document 1 has a structure in which the primary conductor cross-sectional area is reduced in the vicinity of the Hall element to obtain a high current density in order to obtain a high magnetic flux density in the vicinity of the Hall element. However, when the cross-sectional area is rapidly reduced and the current density is increased, heat is generated in the primary conductor particularly in the vicinity of the Hall element, and the operation of the Hall element becomes unstable due to the generated heat.

また前記特許文献2に開示されているコアレスタイプの電流センサにおいては、U字型の一次導体と磁電変換素子を挟み込むように強磁性材を略平行に配置しており、効率よく磁電変換素子に磁束を集める構成となっている。しかしながら、磁電変換素子ならびに強磁性材を設置する手段や、絶縁を確保するためのスペース、およびシールド層についても特に開示されておらず、小型、低コスト化、高精度化には課題が少なくないという問題点があった。  In the coreless type current sensor disclosed in Patent Document 2, ferromagnetic materials are arranged substantially in parallel so as to sandwich the U-shaped primary conductor and the magnetoelectric conversion element. It is configured to collect magnetic flux. However, there is no particular disclosure about the means for installing the magnetoelectric conversion element and the ferromagnetic material, the space for ensuring insulation, and the shield layer, and there are many problems in miniaturization, cost reduction, and high accuracy. There was a problem.

この発明は上記のような課題を鑑み、解決するためになされたもので、磁電変換素子と一次導体の絶縁耐圧が容易に確保され、かつ一次導体からの電界ノイズが除去あるいは低減され、測定レンジが容易に可変でき、小容量の被測定電流であっても精度良く検出でき、かつ小型で、低コストな電流センサを得ることを目的とする。  The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The dielectric breakdown voltage between the magnetoelectric conversion element and the primary conductor is easily secured, and electric field noise from the primary conductor is removed or reduced, so that the measurement range can be reduced. Therefore, an object of the present invention is to obtain a current sensor that can be easily varied, can accurately detect even a small current to be measured, and is small in size and low in cost.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

この発明に係わる電流センサは、電子部品や半導体素子等を内蔵する、導体層と絶縁層とが交互に積層された多層プリント配線基板において、半導体素子は少なくとも一つの磁電変換素子であり、多層プリント配線基板に設けた少なくとも一つのコイル状の一次導体パターンの内部、もしくは近傍に、磁電変換素子を配置したものである。  A current sensor according to the present invention is a multilayer printed wiring board in which electronic layers, semiconductor elements, and the like are built in which conductor layers and insulating layers are alternately laminated. The semiconductor element is at least one magnetoelectric conversion element. Magnetoelectric conversion elements are arranged in or near at least one coil-shaped primary conductor pattern provided on the wiring board.

また、この発明に係わる電流センサは、多層プリント配線基板において、磁電変換素子を有する電子部品内蔵面の少なくとも一つの上層、および磁電変換素子を有する前記電子部品内蔵面の少なくとも一つの下層に、導電性を有し、かつグランド電位にされたシールド層を設置したものである。  In addition, the current sensor according to the present invention is provided in a multilayer printed wiring board with a conductive layer disposed on at least one upper layer of the electronic component built-in surface having a magnetoelectric conversion element and at least one lower layer of the electronic component built-in surface having the magnetoelectric conversion element. And a shield layer having a ground potential is installed.

また、この発明に係わる電流センサは、多層プリント配線基板において、磁電変換素子を有する電子部品内蔵面とコイル状の一次導体パターン配置面との間に位置する少なくとも一つの多層プリント配線基板の内層面に、導電性を有し、かつグランド電位にされたシールド層を設置したものである。  The current sensor according to the present invention is an inner layer surface of at least one multilayer printed wiring board located between the electronic component built-in surface having the magnetoelectric conversion element and the coiled primary conductor pattern arrangement surface in the multilayer printed wiring board. In addition, a shield layer having conductivity and ground potential is provided.

また、この発明に係わる電流センサは、第1接続細線導体部ならびに第2接続細線導体部を非直線状に配置し、第1細線導体部ならびに第2細線導体部の設置間隔を縮小して密に配置したものである。  In the current sensor according to the present invention, the first connection thin wire conductor and the second connection thin wire conductor are arranged in a non-linear manner, and the installation interval between the first thin wire conductor and the second thin wire conductor is reduced. It is arranged in.

また、この発明に係わる電流センサは、少なくとも2つのコイル部を設置し、一方のコイル部はもう一方のコイル部を取り囲むようにして配置した重ねコイル部であるとともに、これらのコイル部が電気的に接続されたものである。  In addition, the current sensor according to the present invention includes at least two coil portions, and one coil portion is a stacked coil portion disposed so as to surround the other coil portion, and these coil portions are electrically Is connected to.

また、この発明に係わる電流センサは、コイル部の少なくとも1点に電気的な分岐点を設けたものである。  The current sensor according to the present invention is provided with an electrical branch point at at least one point of the coil portion.

また、この発明に係わる電流センサは、磁電変換素子の設置層と同一もしくは近傍層に空乏層を設けるとともに、空乏層の少なくとも一つに強磁性材を設置したものである。  The current sensor according to the present invention is a sensor in which a depletion layer is provided in the same layer as or in the vicinity of the magnetoelectric conversion element, and a ferromagnetic material is provided in at least one of the depletion layers.

また、この発明に係わる電流センサは、前記空乏層の少なくとも一つに設置した強磁性材の形状は、略台形状であるものとする。  In the current sensor according to the present invention, the ferromagnetic material provided in at least one of the depletion layers has a substantially trapezoidal shape.

また、この発明に係わる電流センサは、多層プリント配線基板において、少なくとも一つの前記磁電変換素子を含む多層プリント配線基板に設置された電子部品と外部端子とを接続するためのコネクタを設置したものである。  The current sensor according to the present invention is a multilayer printed wiring board in which a connector for connecting an electronic component and an external terminal installed on the multilayer printed wiring board including at least one magnetoelectric conversion element is installed. is there.

また、この発明に係わる電流センサは、多層プリント配線基板において、少なくとも一つの磁電変換素子をホールICとしたものである。  The current sensor according to the present invention is a multilayer printed wiring board in which at least one magnetoelectric conversion element is a Hall IC.

また、この発明に係わる電流センサは、多層プリント配線基板において、内蔵される電子部品は二つのホールICであり、二つのホールICの差動出力手段を備えるとともに、コイル部はコイルの中点に電気的な分岐点を有し、前記分岐点にて分割されたそれぞれのコイル部に前記ホールICを設置したものである。  Further, in the current sensor according to the present invention, in the multilayer printed circuit board, the built-in electronic component is two Hall ICs, and includes the differential output means of the two Hall ICs, and the coil portion is at the middle point of the coil. The Hall IC is installed in each coil part that has an electrical branch point and is divided at the branch point.

また、この発明に係わる電流センサは、多層プリント配線基板において、内蔵される電子部品は二つのホールICであり、二つのホールICの差動出力手段を備えるとともに、多層プリント配線基板において少なくとも2つの分離されたコイル部を備え、それぞれのコイル部にホールICを設置したものである。  The current sensor according to the present invention is a multilayer printed wiring board, and the built-in electronic components are two Hall ICs, and includes differential output means of the two Hall ICs, and at least two of the multilayer printed wiring board have It is provided with separated coil parts, and Hall ICs are installed in the respective coil parts.

発明の効果The invention's effect

以上のように、この発明によれば、多層プリント配線基板にコイル状の一次導体パターンを形成し、磁電変換素子はコイル状の一次導体パターン形成面と異なる多層プリント配線基板内に内蔵したことで、コイル状の一次導体パターンと磁電変換素子間の絶縁耐圧が向上するとともに、一次導体パターンをコイル状としたことで発生する磁束密度が増加でき、さらに一次導体パターンと磁電変換素子が接近可能となるため小容量の被測定電流を精度良く検出でき、かつ多層プリント配線基板の製造工程にてコイルを作製するため、低コスト化が図れる効果がある。  As described above, according to the present invention, the coiled primary conductor pattern is formed on the multilayer printed wiring board, and the magnetoelectric transducer is incorporated in the multilayer printed wiring board different from the coiled primary conductor pattern forming surface. In addition, the withstand voltage between the coiled primary conductor pattern and the magnetoelectric conversion element is improved, the magnetic flux density generated by making the primary conductor pattern coiled can be increased, and the primary conductor pattern and the magnetoelectric conversion element can be approached. Therefore, a small-capacity current to be measured can be detected with high accuracy, and the coil is manufactured in the manufacturing process of the multilayer printed wiring board, so that the cost can be reduced.

また、磁電変換素子と一次導体パターン形成面の間に位置する様に、磁電変換素子を有する電子部品内蔵面の少なくとも一つの上層、および少なくとも一つの下層にシールド層を設置することで、主に一次導体パターンに起因した一次導体パターンから磁電変換素子方向への電界ノイズを、除去あるいは低減する効果がある。また、一次導体パターンの少なくとも一つの上層、および少なくとも一つの下層に、導電性を有し、かつグランド電位にされたシールド層を設置することで、外部から磁電変換素子に印加される電界ノイズを、除去あるいは低減する効果がある。  Also, by placing a shield layer on at least one upper layer and at least one lower layer of the electronic component built-in surface having the magnetoelectric conversion element so as to be positioned between the magnetoelectric conversion element and the primary conductor pattern forming surface, There is an effect of removing or reducing electric field noise from the primary conductor pattern toward the magnetoelectric transducer due to the primary conductor pattern. In addition, by providing a shield layer having electrical conductivity and a ground potential in at least one upper layer and at least one lower layer of the primary conductor pattern, electric field noise applied to the magnetoelectric transducer from outside is reduced. There is an effect of removing or reducing.

また、シールド層を多層プリント配線基板の内層に設置することで、シールド層設置の工程を簡略化でき、低コスト化の効果がある。  Also, by installing the shield layer on the inner layer of the multilayer printed wiring board, the process of installing the shield layer can be simplified, and the cost can be reduced.

また、一次導体をコイル状とすることで、磁電変換素子に印加する磁束密度を容易に向上できる効果がある。  Moreover, by making the primary conductor into a coil shape, there is an effect that the magnetic flux density applied to the magnetoelectric conversion element can be easily improved.

また多層プリント配線基板にコイル状の一次導体パターンを作製するため、一次導体パターンの設置位置やコイルのターン数、巻線密度の可変が、金属線の利用に比べて容易であり、磁電変換素子は同一なまま、電流検知範囲を可変できる効果がある。また、複数のコイル状の一次導体パターンを同一の多層プリント配線基板に設け、被測定電流容量によって、接続ポイントを可変することで、多層プリント配線基板及び磁電変換素子は同一なまま、電流検知範囲を可変できる効果がある。  Also, because the coiled primary conductor pattern is produced on the multilayer printed wiring board, the installation position of the primary conductor pattern, the number of turns of the coil, and the winding density can be easily changed compared to the use of metal wires. Has the same effect that the current detection range can be varied. Also, by providing a plurality of coiled primary conductor patterns on the same multilayer printed wiring board and changing the connection point according to the measured current capacity, the multilayer printed wiring board and the magnetoelectric transducer remain the same, and the current detection range There is an effect that can be varied.

さらにまた、多層プリント配線基板内層の空乏層に強磁性材を設置することで、磁性材の設置が簡略化されるとともに、磁電変換素子に対して接近し、容易に集磁できる効果があり、小容量の被測定電流を精度良く検出できる効果がある。  Furthermore, by installing a ferromagnetic material in the depletion layer of the multilayer printed wiring board inner layer, the installation of the magnetic material is simplified, and there is an effect that it can approach the magnetoelectric conversion element and can easily collect magnetism, There is an effect that it is possible to accurately detect a small current to be measured.

さらにまた、磁電変換素子にプログラム可能なホールICを用いた場合、電気的な調整のみで感度や温度特性等を調整できるため、電流センサとしての調整が簡略化でき、低コスト化の効果がある。  Furthermore, when a programmable Hall IC is used for the magnetoelectric conversion element, sensitivity and temperature characteristics can be adjusted only by electrical adjustment, so that adjustment as a current sensor can be simplified, and the cost can be reduced. .

さらにまた、磁電変換素子に二つのホールICを用い、コイル状の一次導体パターンに分岐点を設け、二つのホールICをそれぞれのコイル部に配置することで、二つのホールICそれぞれに逆方向の磁束を印加できるため、両者の差動出力をとることで一様な外部磁界を除去でき、高精度化できる効果がある。  Furthermore, two Hall ICs are used for the magnetoelectric conversion element, a branch point is provided in the coiled primary conductor pattern, and the two Hall ICs are arranged in the respective coil portions, so that each of the two Hall ICs has a reverse direction. Since a magnetic flux can be applied, a uniform external magnetic field can be removed by taking the differential output of both, and there is an effect that the accuracy can be improved.

さらにまた、磁電変換素子に二つのホールICを用い、多層プリント配線基板において少なくとも2つの分離されたコイル部を備え、それぞれのコイル部にホールICを設置し、二つのホールICそれぞれに逆方向の磁束を印加して、両者の差動出力をとることで一様な外部磁界を除去でき、高精度化できる効果がある。  Furthermore, two Hall ICs are used for the magnetoelectric conversion element, and at least two separated coil parts are provided in the multilayer printed wiring board. Hall ICs are installed in the respective coil parts, and each of the two Hall ICs has a reverse direction. By applying magnetic flux and taking the differential output of both, a uniform external magnetic field can be removed, and the accuracy can be improved.

この発明の実施形態1による電流センサの斜視図である。It is a perspective view of the current sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態1による電流センサの平面図である。It is a top view of the current sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態1による電流センサの断面図である。It is sectional drawing of the current sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態1による電流センサのコイル部周辺の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the coil part periphery of the current sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態1による電流センサの一部の平面図である。It is a top view of a part of current sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態1による別の電流センサの一部の平面図である。It is a top view of a part of another current sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態1による別の電流センサの断面図である。It is sectional drawing of another current sensor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態2による電流センサの平面図である。It is a top view of the current sensor by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施形態2による電流センサのコイル部周辺の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the coil part periphery of the current sensor by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施形態2による別の電流センサのコイル部周辺の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the coil part periphery of another current sensor by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施形態2によるさらに別の電流センサのコイル部周辺の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the coil part periphery of another electric current sensor by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施形態2によるさらに別の電流センサのコイル部周辺の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the coil part periphery of another electric current sensor by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施形態3による電流センサの平面図である。It is a top view of the current sensor by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施形態3による電流センサの断面図である。It is sectional drawing of the current sensor by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施形態3による電流センサのコイル部周辺の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the coil part periphery of the current sensor by Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による電流センサの斜視図を示すもので、図2は図1の平面図、図3は図1および図2におけるAA’断面(XZ面)を示す断面図である。図において、電流センサ1は、コイル状の一次導体パターンであるコイル部3、ホールIC4、シールド層5を内蔵した多層プリント配線基板2により構成される。
本実施の形態1では、導体層と絶縁層が交互に積層された多層プリント配線基板2は6層の内層8を有しており、コイル状の一次導体パターンであるコイル部3は、内層8aおよび8fに設けた複数の細線導体部9を順次接続細線導体部10を介して接続して構成したものである。また多層プリント配線基板2には、1つの磁電変換素子としてホールIC4を内蔵する。電流センサの入出力端子としてコネクタ7が多層プリント配線基板2の上面に設置される。多層プリント配線基板2の内層8b、8eには、シールド層5が設置される。
Embodiment 1 FIG.
1 is a perspective view of a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross section showing an AA ′ cross section (XZ plane) in FIGS. FIG. In the figure, the current sensor 1 is composed of a multilayer printed wiring board 2 having a coil portion 3, which is a coiled primary conductor pattern, a Hall IC 4, and a shield layer 5.
In the first embodiment, the multilayer printed wiring board 2 in which the conductor layers and the insulating layers are alternately laminated has the six inner layers 8, and the coil portion 3 that is a coiled primary conductor pattern has the inner layer 8a. And a plurality of fine wire conductors 9 provided in 8f are sequentially connected via connection thin wire conductors 10. The multilayer printed wiring board 2 incorporates a Hall IC 4 as one magnetoelectric conversion element. A connector 7 is installed on the upper surface of the multilayer printed wiring board 2 as an input / output terminal of the current sensor. A shield layer 5 is provided on the inner layers 8 b and 8 e of the multilayer printed wiring board 2.

まず、多層プリント配線基板2の構成について説明する。
図3は多層プリント配線基板2の図1および図2におけるAA’断面(XZ面)を示す断面図である。近年、電子機器の多機能化、小型化、薄型化への要求が高まる中、部品内蔵配線技術の開発、ならびに実用化が進展している。本実施の形態においてもその技術の一部を使用する。部品内蔵配線基板は、コンデンサ、抵抗、インダクタといった受動部品の造り込み、埋め込み技術から、さらにベアチップ、パッケージといった形態の能動部品の埋め込み技術へと進み、本実施の形態では能動部品であるホールIC4の基板内蔵を実施している。ホールICとは、ホール素子と処理回路とを一体化したベアチップあるいはパッケージ化したICのことであり、プログラム可能なホールICを用いることで、電気的な調整のみで感度や温度特性等の調整が可能であり、電流センサとしての調整が簡略化できるため、ホールICの利用は、低コスト化の効果を有する。内層8c、8dに挟まれた絶縁層12に、ホールIC4を埋め込むためのキャビティ13を設け、ホールIC4を設置する。本実施の形態では、絶縁層12が電子部品内蔵層となる。ホールIC4の形態は、ベアチップでも、パッケージ品でも構わないが、薄型化とするためには、パッケージ品よりベアチップであることが望ましい。また、ホールIC4を埋め込む部位は、本実施の形態では絶縁層としたが、絶縁層に限るものではなく、絶縁層の代わりに銅コアとしてもよい。銅コアとすることで、放熱特性の向上や電界シールド効果の向上を見込むことができる。ホールIC4と多層プリント配線基板2の接続は、特に図には示していないが、ホールIC4上に形成した金属によるバンプで行う。バンプの材料は、例えば金、はんだである。バンプの形成方法は材料によっても異なるが、印刷法、めっき法、ボール搭載法、スタッドバンプ等がある。電気的に多層プリント配線基板2に接続する側は、絶縁層上にホールIC4を設置した場合は上、もしくは下の何れの導体層でも構わないが、銅コア上に設置した場合は、銅コア上に導体層を設けることは絶縁の観点から望ましくないため、上の導体層と接続することが望ましい。ホールIC4と多層プリント配線基板2の接続は、ワイヤボンディングでも可能であるが、小型化にはバンプを用いることが有利である。ホールIC4の入出力については特に図示していないが、貫通ビアを通じて多層プリント配線基板2の上面から取り出すものとする。本実施の形態では、図1に示したようにコネクタ7を介して外部の機器等と接続する構成としたが、これに限るものではなく、端子を設け、半田等により外部と接続してもよい。
First, the configuration of the multilayer printed wiring board 2 will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the AA ′ cross section (XZ plane) in FIGS. 1 and 2 of the multilayer printed wiring board 2. In recent years, with the increasing demand for multi-functionality, miniaturization, and thinning of electronic devices, development and practical application of component-incorporated wiring technology are progressing. Part of this technique is also used in this embodiment. The component-embedded wiring board has progressed from the fabrication of embedded passive components such as capacitors, resistors, and inductors to the embedded technology of active components such as bare chips and packages. In this embodiment, the Hall IC 4 that is an active component is used. Built-in board. A Hall IC is a bare chip or packaged IC in which a Hall element and a processing circuit are integrated. By using a programmable Hall IC, adjustment of sensitivity, temperature characteristics, etc. can be performed only by electrical adjustment. Since the adjustment as the current sensor can be simplified, the use of the Hall IC has an effect of reducing the cost. A cavity 13 for embedding the Hall IC 4 is provided in the insulating layer 12 sandwiched between the inner layers 8c and 8d, and the Hall IC 4 is installed. In the present embodiment, the insulating layer 12 is an electronic component built-in layer. The form of the Hall IC 4 may be a bare chip or a package product, but it is desirable that the Hall IC 4 be a bare chip rather than a package product in order to reduce the thickness. In addition, the portion where the Hall IC 4 is embedded is an insulating layer in the present embodiment, but is not limited to the insulating layer, and may be a copper core instead of the insulating layer. By using a copper core, it is possible to expect an improvement in heat dissipation characteristics and an electric field shielding effect. The connection between the Hall IC 4 and the multilayer printed wiring board 2 is made by bumps made of metal formed on the Hall IC 4 although not particularly shown in the drawing. The material of the bump is, for example, gold or solder. Although the bump formation method varies depending on the material, there are a printing method, a plating method, a ball mounting method, a stud bump, and the like. The side electrically connected to the multilayer printed wiring board 2 may be either the upper or lower conductor layer when the Hall IC 4 is installed on the insulating layer, but if it is installed on the copper core, the copper core Since it is not desirable from the viewpoint of insulation to provide a conductor layer on the top, it is desirable to connect to the upper conductor layer. The Hall IC 4 and the multilayer printed wiring board 2 can be connected by wire bonding, but it is advantageous to use bumps for miniaturization. Although input / output of the Hall IC 4 is not particularly shown, it is taken out from the upper surface of the multilayer printed wiring board 2 through a through via. In this embodiment, as shown in FIG. 1, it is configured to be connected to an external device or the like via the connector 7. However, the present invention is not limited to this, and a terminal may be provided and connected to the outside by soldering or the like. Good.

多層プリント配線基板2の第2の内層8b上および第5の内層8e上には、導電性を有するシールド層5aおよびシールド層5bをそれぞれ設置する。シールド層5aおよびシールド層5bは、電流センサとしての性能を低下させるノイズとして、主にコイル状の一次導体パターンであるコイル部3に起因してホールIC4へ印加される電界ノイズを、除去あるいは低減するためのもので、少なくとも一層をホールIC4とコイル部3の間に設置するのが望ましい。またコイル部3に限らず、外部からホールIC4へ印加される電界ノイズを、さらに効果的に除去あるいは低減するため、あるいはコイル部3から外部に放出される電界ノイズを除去あるいは低減するために、多層プリント配線基板2の表裏面にシールド層を設置しても良い。シールド層5の材料は、導電性を有すればよく、例えば銅、アルミニウム等が考えられ、多層プリント配線基板2に設けた電気的なグランドと接続される。本実施の形態では、内蔵部品としてホールIC4のみを設置した構成であるが、他に回路部品を設置する場合、可能な限りホールIC4と同様に2層のシールド層5aおよび5b間に配置するのが望ましい。  On the second inner layer 8b and the fifth inner layer 8e of the multilayer printed wiring board 2, a conductive shield layer 5a and a shield layer 5b are provided, respectively. The shield layer 5a and the shield layer 5b remove or reduce electric field noise applied to the Hall IC 4 mainly due to the coil portion 3 which is a coil-shaped primary conductor pattern as noise that degrades the performance as a current sensor. Therefore, it is desirable to install at least one layer between the Hall IC 4 and the coil unit 3. In order to remove or reduce the electric field noise applied to the Hall IC 4 not only from the coil unit 3 but also from the outside more effectively, or to remove or reduce the electric field noise emitted from the coil unit 3 to the outside, A shield layer may be provided on the front and back surfaces of the multilayer printed wiring board 2. The material of the shield layer 5 is only required to be conductive. For example, copper, aluminum and the like are conceivable, and the shield layer 5 is connected to an electrical ground provided on the multilayer printed wiring board 2. In the present embodiment, only the Hall IC 4 is installed as a built-in component. However, when other circuit components are installed, they are arranged between the two shield layers 5a and 5b as much as possible as in the Hall IC 4. Is desirable.

図4に示すように、被測定電流を印加するコイル状の一次導体パターンであるコイル部3は、ソレノイドコイルの形状を有している。コイル部3は多層プリント配線基板2の第1の内層8aに設けた細線導体部9a(図4における一点鎖線)、第6の内層8fに設けた細線導体部9b(図4における実線)、両層の細線導体部を電気的に接続する接続細線導体部10a、10b(図4における点線)を利用して設けられ、多層プリント配線基板2と一体となっている。接続細線導体部は、プリント基板作製工程における導電性を有した貫通ビア、もしくはスルーホールである。図2に破線で示したように、Z方向から見てコイル部3の形状は鋸歯状となっており、ホールIC4は本実施の形態では、コイル部3の中心線11近傍のコイル内のコイル端部に設置されている。なおホールIC4の入出力引き回しの簡便さから、ホールIC4をコイル端部に設置しているが、ホールIC4の設置位置はこれに限るものでなく、またホールIC4に付与したい磁束密度によってはコイル外でもよく、さらにはコイル部3の中心線11の近傍でなくてもよい。コイル部3のターン数や、細線導体部の幅、厚みは、印加する被測定電流値に応じて決定され、ホールIC4の設置位置に対するコイル部3の配置は、簡単には上述したが、ホールIC4に付与したい磁束密度、つまりは被測定電流の大きさに応じて決定する。ホールIC4に付与したい磁束密度は、可能な限り、コイル部3の配置や形状のみを可変することで、ホールIC4に付与したい磁束密度を調整する構成としている。ホールIC4の設置位置や多層プリント配線基板2の内層厚みは、被測定電流の大きさが変わっても可変せず、固定化する、つまり可変するパラメータを減らすことで、製造工程を単純化でき、低コスト化となる。なお被測定電流の入出力には、貫通ビア、もしくはスルーホール等によりコイル部3と接続されたコイル部入出力端部6を利用する。特に端子等を設けてはいないが、本形態に限るものではなく導電性の端子やコネクタにて接続してもよい。  As shown in FIG. 4, the coil part 3 which is a coil-shaped primary conductor pattern which applies a to-be-measured electric current has the shape of a solenoid coil. The coil portion 3 includes a thin wire conductor portion 9a (one-dot chain line in FIG. 4) provided on the first inner layer 8a of the multilayer printed wiring board 2, a thin wire conductor portion 9b (solid line in FIG. 4) provided on the sixth inner layer 8f, The connecting thin wire conductor portions 10a and 10b (dotted lines in FIG. 4) for electrically connecting the thin wire conductor portions of the layers are provided and integrated with the multilayer printed wiring board 2. The connecting thin wire conductor is a through via or a through hole having conductivity in the printed circuit board manufacturing process. As shown by the broken line in FIG. 2, the shape of the coil portion 3 is sawtooth when viewed from the Z direction, and the Hall IC 4 is a coil in the coil near the center line 11 of the coil portion 3 in this embodiment. It is installed at the end. The Hall IC 4 is installed at the end of the coil for the convenience of input / output routing of the Hall IC 4. However, the installation position of the Hall IC 4 is not limited to this, and depending on the magnetic flux density to be applied to the Hall IC 4, the outside of the coil may be installed. Alternatively, it may not be near the center line 11 of the coil portion 3. The number of turns of the coil part 3 and the width and thickness of the thin wire conductor part are determined according to the measured current value to be applied, and the arrangement of the coil part 3 with respect to the installation position of the Hall IC 4 has been briefly described above. It is determined according to the magnetic flux density to be applied to the IC 4, that is, the magnitude of the current to be measured. The magnetic flux density desired to be applied to the Hall IC 4 is configured to adjust the magnetic flux density desired to be applied to the Hall IC 4 by changing only the arrangement and shape of the coil part 3 as much as possible. The installation position of the Hall IC 4 and the inner layer thickness of the multilayer printed wiring board 2 do not change even if the magnitude of the current to be measured changes, and can be fixed, that is, by reducing the variable parameters, the manufacturing process can be simplified, Cost reduction. For the input / output of the current to be measured, the coil portion input / output end 6 connected to the coil portion 3 through a through via or a through hole is used. In particular, a terminal or the like is not provided, but the present embodiment is not limited to this, and a conductive terminal or connector may be used for connection.

図5に多層プリント配線基板2の第6の内層8fに設けた細線導体部9bと接続細線導体部10aの一部を示す平面図を示す。本実施の形態では、図2や図4からもわかるように、接続細線導体部10は一直線となるように配置されている。しかしながらこれに限るものではなく、図6に示した別の平面図のように、接続細線導体部10を一直線となるように配置せず、千鳥状に配置してもよい。千鳥状に配置することで、細線導体部9bの間隔を縮めることが可能となり、ひいてはコイルの密巻き、ターン数の増加が可能となる。  FIG. 5 is a plan view showing a part of the thin wire conductor portion 9b and the connecting thin wire conductor portion 10a provided in the sixth inner layer 8f of the multilayer printed wiring board 2. FIG. In the present embodiment, as can be seen from FIG. 2 and FIG. 4, the connecting thin wire conductors 10 are arranged in a straight line. However, the present invention is not limited to this, and the connecting thin wire conductor portions 10 may be arranged in a staggered manner instead of being arranged in a straight line as in another plan view shown in FIG. By arranging them in a staggered manner, it is possible to reduce the interval between the thin wire conductor portions 9b, and consequently, the coil can be closely wound and the number of turns can be increased.

次に、電流センサ1の動作について、図4により説明する。
コイル状の一次導体パターンであるコイル部3のコイル部入出力端部6aから6bに被測定電流を印加すると、コイル部3の内部では主に図4の矢印で示した磁束ベクトル14が、印加される被測定電流の大きさに応じて発生する。ここでは簡単のためにホールIC4に印加される、主たる一本の磁束ベクトルのみを示した。本実施の形態では、Y方向の磁束を計測する、すなわち面内方向に感磁方向を有した磁電変換素子を利用する。ホールIC4を図4に示す位置に設置した場合、ホールIC4には図4に示す磁束ベクトル14が感磁方向に印加されることになる。コイル部3の位置やターン数を可変せずに、ホールIC4に大きな磁束密度を印加するには、コイル部3の内部にホールIC4設置すればよく、小さな磁束密度を印加するには、コイル部3の外部にホールIC4を設置すればよい。さらに小さな磁束密度を印加するには、コイル部3の中心線11から外して設置するのがよい。
Next, the operation of the current sensor 1 will be described with reference to FIG.
When a current to be measured is applied to the coil part input / output ends 6a to 6b of the coil part 3 which is a coil-shaped primary conductor pattern, a magnetic flux vector 14 indicated mainly by an arrow in FIG. Generated according to the magnitude of the current to be measured. Here, for the sake of simplicity, only one main magnetic flux vector applied to the Hall IC 4 is shown. In the present embodiment, a magnetoelectric conversion element that measures magnetic flux in the Y direction, that is, has a magnetosensitive direction in the in-plane direction is used. When the Hall IC 4 is installed at the position shown in FIG. 4, the magnetic flux vector 14 shown in FIG. 4 is applied to the Hall IC 4 in the direction of magnetic sensing. In order to apply a large magnetic flux density to the Hall IC 4 without changing the position and the number of turns of the coil unit 3, the Hall IC 4 may be installed inside the coil unit 3, and in order to apply a small magnetic flux density, the coil unit 3 may be provided outside of the hall IC 4. In order to apply a smaller magnetic flux density, it is preferable to install the coil unit 3 away from the center line 11.

図7はこの発明の実施の形態1における、別のコイル状の一次導体パターンである重ねコイル部15を有した電流センサ断面図である。図7は、先に示した図3と比較して、重ねコイル部15のみを追加した構成であり、その他の構成や動作で重複する部分は省略する。
図2の平面図や図4の斜視図からわかるように、先の例ではコイル状の一次導体パターンであるコイル部3をひとつのみを、多層プリント配線基板2に設けたが、図7に示すように別の例では、コイル部3を取り囲むように、同じくコイル状の一次導体パターンである重ねコイル部15を設置した構成である。重ねコイル部15はコイル部3と同様に、多層プリント配線基板2の第7の内層8gに設けた細線導体部9c(図7の断面では見えていない)、第8の内層8hに設けた細線導体部9d、両層の細線導体部を電気的に接続する接続細線導体部10c、10dを利用して設けられ、多層プリント配線基板2と一体となっている。コイル部3、重ねコイル部15という2つのコイル状一次導体パターンは同じ巻き方向であり、同じ方向に被測定電流が流れるように両コイル部を接続することで、コイル部の内部ではそれぞれのコイル部で発生する磁束密度が加算されることになる。つまりホールIC4に印加される磁束密度が増加することになる。このように、同じ被測定電流であっても、ホールIC4に印加する磁束密度を可変できる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a current sensor having an overlapping coil portion 15 that is another coil-shaped primary conductor pattern in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 shows a configuration in which only the overlapping coil portion 15 is added as compared with FIG. 3 described above, and the redundant portions in other configurations and operations are omitted.
As can be seen from the plan view of FIG. 2 and the perspective view of FIG. 4, in the previous example, only one coil portion 3, which is a coiled primary conductor pattern, was provided on the multilayer printed wiring board 2. As described above, in another example, the overlapping coil portion 15 that is also a coil-shaped primary conductor pattern is provided so as to surround the coil portion 3. Similar to the coil part 3, the overlapping coil part 15 is a fine wire conductor part 9c (not visible in the cross section of FIG. 7) provided in the seventh inner layer 8g of the multilayer printed wiring board 2, and a thin wire provided in the eighth inner layer 8h. The conductor portion 9d and the connecting thin wire conductor portions 10c and 10d that electrically connect the thin wire conductor portions of both layers are provided and integrated with the multilayer printed wiring board 2. The two coiled primary conductor patterns of the coil part 3 and the overlapping coil part 15 are in the same winding direction, and the two coil parts are connected so that the current to be measured flows in the same direction, so that each coil is inside the coil part. The magnetic flux density generated at the part is added. That is, the magnetic flux density applied to the Hall IC 4 increases. Thus, the magnetic flux density applied to the Hall IC 4 can be varied even with the same measured current.

以上のように、この実施の形態1によれば、多層プリント配線基板の内層の細線導体部、および接続細線導体部を利用してコイル状の一次導体パターンであるコイル部を多層プリント配線基板の内部に形成し、磁電変換素子であるホールICも内蔵したことで、一次導体パターンとホールIC間の絶縁耐圧が向上するとともに、コイル部とホールICを別体にした場合に比べて多層プリント配線基板が縮小でき、且つ低コスト化が図れ、コイル部とホールICが接近可能となり、さらに一次導体パターンをコイル状にしたため、小容量の被測定電流を精度良く検出できる効果がある。  As described above, according to the first embodiment, the coil portion, which is a coil-shaped primary conductor pattern, is formed on the multilayer printed wiring board by using the thin wire conductor portion in the inner layer of the multilayer printed wiring board and the connecting thin wire conductor portion. The built-in Hall IC, which is a magnetoelectric conversion element, improves the withstand voltage between the primary conductor pattern and the Hall IC, and the multilayer printed wiring compared to the case where the coil and Hall IC are separated. Since the substrate can be reduced and the cost can be reduced, the coil portion and the Hall IC can be brought close to each other, and the primary conductor pattern is formed in a coil shape.

また、ホールICとコイル状の一次導体パターンであるコイル部間の多層プリント配線基板内層にシールド層を設置することで、主に一次導体パターンに起因した一次導体パターンからホールIC方向への電界ノイズを、除去あるいは低減する効果がある。  In addition, by installing a shield layer on the multilayer printed wiring board inner layer between the Hall IC and the coil part of the coil-shaped primary conductor pattern, the electric field noise from the primary conductor pattern mainly due to the primary conductor pattern to the Hall IC direction Has the effect of removing or reducing.

また多層プリント配線基板にコイル状の一次導体パターンであるコイル部を作製するため、コイル部の設置位置やターン数の可変、さらにコイル部の追加が、金属導体の巻線利用に比べて容易であり、ホールICの感度等仕様や設置位置は同一なまま、電流検知範囲を可変できる効果がある。  In addition, since the coil part, which is a coiled primary conductor pattern, is produced on the multilayer printed wiring board, the installation position of the coil part and the number of turns can be changed, and the addition of the coil part is easier than using a metal conductor winding. There is an effect that the current detection range can be changed while the specifications such as the sensitivity and the installation position of the Hall IC are the same.

さらにまた、磁電変換素子にプログラム可能なホールICを用いたため、電気的な調整のみで感度や温度特性等を調整できるため、電流センサとしての調整が簡略化でき、低コスト化の効果がある。  Furthermore, since a programmable Hall IC is used for the magnetoelectric conversion element, sensitivity and temperature characteristics can be adjusted only by electrical adjustment, so that adjustment as a current sensor can be simplified and there is an effect of cost reduction.

実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2による電流センサの平面図を示すもので、図9は図8におけるコイル状の一次導体パターンであるコイル部3、コイル部入出力端部6、ホールIC4、分岐部16、入出力細線導体部17を示す斜視図である。図8におけるAA’断面(XZ面)を示す断面図は、図3と同様のため省略する。ここで電流センサは、コイル部3、ホールIC4、シールド層5(図9では省略)、分岐部16、入出力細線導体部17を内蔵し、コイル部入出力端部6を表面に備えた多層プリント配線基板2により構成される。
実施の形態2は、実施の形態1と比較して、コイル状の一次導体パターンであるコイル部3に電気的な分岐点となる分岐部16を設け、入出力細線導体部17とコイル部入出力端部6cを用いて分岐部16を介した被測定電流の入出力を可能とした構成であり、その他の構成や動作で重複する部分は省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 shows a plan view of a current sensor according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 9 shows a coil portion 3, a coil portion input / output end portion 6, and a Hall IC 4 which are the coil-shaped primary conductor patterns in FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a branching portion 16 and an input / output thin wire conductor portion 17. The cross-sectional view showing the AA ′ cross section (XZ plane) in FIG. Here, the current sensor includes a coil section 3, a Hall IC 4, a shield layer 5 (not shown in FIG. 9), a branch section 16, and an input / output thin wire conductor section 17, and a multilayer having an input / output end section 6 on the surface. The printed wiring board 2 is used.
In the second embodiment, compared with the first embodiment, the coil portion 3 which is a coiled primary conductor pattern is provided with a branch portion 16 serving as an electrical branch point, and the input / output thin wire conductor portion 17 and the coil portion are inserted. The configuration is such that the current to be measured can be input / output via the branching portion 16 using the output end 6c, and the redundant portions in other configurations and operations are omitted.

分岐部16を設け、3つのコイル部入出力端部6a、6b、6cを多層プリント配線基板2に設置したことで、被測定電流の入出力は3通りとなる。つまり実施の形態1と同等であるコイル部入出力端部6a、6bを利用し、コイル部3の全体に被測定電流を印加する場合、コイル部入出力端部6a、6cを利用して図9におけるコイル部3の手前(前方)側のみに被測定電流を印加する場合、そしてコイル部入出力端部6b、6cを利用して図9におけるコイル部3の後方側のみに被測定電流を印加する場合の3通りである。
まずは、コイル部入出力端部6a、6bを利用する場合について説明する。この場合、コイル部3の全体に被測定電流を印加することになり、コイル部3の内部に設置されたホールIC4に印加される磁束密度は最も大きくなる。次に、コイル部入出力端部6b、6cを利用する場合について説明する。この場合、コイル部3の後方部のみに被測定電流を印加することになり、コイル部3の内部に設置されたホールIC4に印加される磁束密度は前述の場合に比べて小さくなる。最後にコイル部入出力端部6a、6cを利用する場合について説明する。この場合、コイル部3の前方部のみに被測定電流を印加することになり、コイル部3の後方部に設置されたホールIC4を取り囲むコイル部分には被測定電流は印加されないため、ホールIC4に印加される磁束密度は前述の場合に比べてさらに小さくなる。つまり、構成を大きく変えることなく、コイル部入出力端部の接続のみを可変することでホールIC4に印加される磁束密度を可変でき、ひいては電流センサとしての測定可能な定格を可変することが可能となる。
By providing the branch portion 16 and installing the three coil portion input / output ends 6a, 6b, 6c on the multilayer printed wiring board 2, the input / output of the current to be measured becomes three. That is, when the coil portion input / output ends 6a and 6b, which are equivalent to the first embodiment, are used and the current to be measured is applied to the entire coil portion 3, the coil portion input / output ends 6a and 6c are used. 9, the current to be measured is applied only to the front (front) side of the coil portion 3 in FIG. 9, and the current to be measured is applied only to the rear side of the coil portion 3 in FIG. 9 using the coil input / output ends 6 b and 6 c. There are three ways to apply.
First, a case where the coil input / output ends 6a and 6b are used will be described. In this case, the current to be measured is applied to the entire coil unit 3, and the magnetic flux density applied to the Hall IC 4 installed inside the coil unit 3 is the largest. Next, a case where the coil input / output ends 6b and 6c are used will be described. In this case, the current to be measured is applied only to the rear part of the coil part 3, and the magnetic flux density applied to the Hall IC 4 installed inside the coil part 3 is smaller than that in the above case. Finally, a case where the coil input / output ends 6a and 6c are used will be described. In this case, the current to be measured is applied only to the front portion of the coil portion 3, and no current to be measured is applied to the coil portion surrounding the Hall IC 4 installed at the rear portion of the coil portion 3. The applied magnetic flux density is further reduced compared to the case described above. In other words, the magnetic flux density applied to the Hall IC 4 can be varied by changing only the connection of the coil input / output end without greatly changing the configuration, and thus the measurable rating as a current sensor can be changed. It becomes.

図10はこの発明の実施の形態2における、別の実施の形態であり、2個のホールICを有した電流センサにおける、コイル状の一次導体パターンであるコイル部3、コイル部入出力端部6、ホールIC4、分岐部16、入出力細線導体部17を示す斜視図である。ここで電流センサは、コイル部3、ホールIC4、シールド層5(図10では省略)、分岐部16、入出力細線導体部17を内蔵し、コイル部入出力端部6を表面に備えた多層プリント配線基板により構成される。
図10は、図9と比較して、ホールIC4を2個設置した構成であり、その他の構成や動作で重複する部分は省略する。
FIG. 10 shows another embodiment of the second embodiment of the present invention. In a current sensor having two Hall ICs, a coil portion 3 which is a coiled primary conductor pattern, and a coil portion input / output end portion 6 is a perspective view showing the Hall IC 4, the branching portion 16, and the input / output thin wire conductor portion 17. Here, the current sensor includes a coil portion 3, a Hall IC 4, a shield layer 5 (not shown in FIG. 10), a branch portion 16, an input / output thin wire conductor portion 17, and a multilayer having a coil portion input / output end portion 6 on the surface. It is composed of a printed wiring board.
FIG. 10 shows a configuration in which two Hall ICs 4 are installed as compared with FIG. 9, and duplicated portions in other configurations and operations are omitted.

図10における電流センサの動作について説明する。被測定電流の入力はコイル部入出力端部6cを用い、出力にはコイル部入出力端部6a、6bを利用する。コイル部入出力端部6cに入力された被測定電流は、入出力細線導体部17を流れ、分岐部16に到達し、分岐部16にて分流される、分流された被測定電流は、それぞれコイル部3の手前(前方)部とコイル部3の後方部に印加され、手前部にて発生する磁束ベクトル14aは−Y方向、後方部にて発生する磁束ベクトル14bは+Y方向となる。つまりコイル部3の手前部、後方部のそれぞれに設置された個々のホールIC4a、4bには、逆方向の磁束が印加されることになる。  The operation of the current sensor in FIG. 10 will be described. The coil to be measured is input using the coil input / output end 6c, and the coil input / output ends 6a and 6b are used for output. The measured current input to the coil input / output end 6c flows through the input / output thin wire conductor 17 and reaches the branching portion 16 and is divided at the branching portion 16. Applied to the front (front) part of the coil part 3 and the rear part of the coil part 3, the magnetic flux vector 14a generated at the front part is in the -Y direction, and the magnetic flux vector 14b generated at the rear part is in the + Y direction. That is, the magnetic flux in the reverse direction is applied to the individual Hall ICs 4a and 4b installed on the front side and the rear side of the coil part 3, respectively.

電流センサとしての出力は、二つのホールIC4の差動出力をとることで行う。個々のホールIC4には、逆方向の磁束が印加されるため、正負、逆の出力が個々のホールIC4から得られるため、差動処理を行うことでセンサの出力は2倍となり、同相である一様な外部磁界の影響やノイズ等は除去される。よって、センサ出力の高精度化が可能となる。なお差動処理を行う付加回路は、ホールIC4を設置した電子部品内蔵面に設置するのが望ましいが、付加回路部品の寸法、回路規模等により電子部品内蔵面の設置が困難な場合は、多層プリント配線基板2の表面、もしくは裏面に設置し、貫通ビア等により、ホールIC4と接続する。付加回路を多層プリント配線基板2の外層(表面)に設ける場合は、コイル部3と表面に設置される付加回路の間に、内層を追加し、新たにシールド層を設置するのが望ましい。シールド層の設置により、コイル部3に起因したコイル部3から付加回路の方向への電界ノイズを、除去あるいは低減する効果がある。  Output as a current sensor is performed by taking the differential output of the two Hall ICs 4. Since magnetic fluxes in opposite directions are applied to the individual Hall ICs 4, positive and negative and reverse outputs are obtained from the individual Hall ICs 4. Therefore, by performing differential processing, the output of the sensor is doubled and in phase. Uniform external magnetic field effects and noise are eliminated. Therefore, it is possible to increase the accuracy of the sensor output. It is desirable to install the additional circuit for differential processing on the electronic component built-in surface on which the Hall IC 4 is installed. However, if it is difficult to install the electronic component built-in surface due to the dimensions and circuit scale of the additional circuit component, a multilayer It is installed on the front surface or the back surface of the printed wiring board 2 and connected to the Hall IC 4 by through vias or the like. When the additional circuit is provided on the outer layer (front surface) of the multilayer printed wiring board 2, it is desirable to add an inner layer between the coil unit 3 and the additional circuit installed on the surface and newly install a shield layer. The installation of the shield layer has an effect of removing or reducing electric field noise from the coil unit 3 to the additional circuit due to the coil unit 3.

図11はこの発明の実施の形態2における、さらに別の実施の形態であり、2つのコイル部3を有した電流センサにおける、コイル状の一次導体パターンであるコイル部3、コイル部入出力端部6、ホールIC4、入出力細線導体部17を示す斜視図である。ここで電流センサは、コイル部3、ホールIC4、シールド層5(図11では省略)、入出力細線導体部17を内蔵し、コイル部入出力端部6を表面に備えた多層プリント配線基板により構成される。
図11は、図10と比較して、分岐部16を設けずコイル部3を別体として2個設置し、それぞれのコイル部3にコイル部入出力端部6を設けた構成であり、その他の構成や動作で重複する部分は省略する。
先の形態である図10では、分岐部16により被測定電流を分流する構成であった。本形態である図11では、コイル部3は別体に分割して、手前部をコイル部3a、後方部をコイル部3bとし、コイル部3aはコイル部入出力端部6a、6cを有し、コイル部3bはコイル部入出力端部6b、6dを有している。それぞれのコイル部3a、3bへの被測定電流の入力には、コイル部入出力端部6c、6dを用い、出力にはコイル部入出力端部6a、6bを利用する。つまり図10においては、被測定電流は分岐部16にて分流する構成であったが、図11では多層プリント配線基板の外部にて分流し、分流後の被測定電流をそれぞれのコイル部3a、3bに印加する構成である。外部で分流することの利点は、分流前の容量の大きな被測定電流が入出力細線導体部17に印加されたときの発熱を抑制することである。また、外部で分流することで、分流の精度が向上することも考えられる。
なお分流を前提として説明してきたが、図11においては分流せずに、例えばコイル部入出力端部6cに被測定電流を入力し、コイル部入出力端部6aと6dを接続すれば、2つのコイル部3a、3bがシリアルに接続され、同一容量の被測定電流が2つのコイル部3a、3bに印加されることになる。被測定電流が低容量の場合などは、このように分流せず、2つのコイル部3a、3bをシリアルに接続して同一容量の被測定電流を印加することが望ましい。
また、本実施の形態では、2個のコイル部3の巻き方向は同一で、逆方向に被測定電流を印加する構成としたが、これに限るものではなく、巻き方向を逆にし、同一方向に被測定電流を印加する構成としてもよい。入出力細線導体部17の引き回し簡略化等を考慮し、選択するのが望ましい。
FIG. 11 shows still another embodiment of the second embodiment of the present invention. In a current sensor having two coil portions 3, a coil portion 3 which is a coiled primary conductor pattern, and a coil portion input / output end FIG. 6 is a perspective view showing a portion 6, a Hall IC 4, and an input / output thin wire conductor portion 17. Here, the current sensor includes a coil portion 3, a Hall IC 4, a shield layer 5 (not shown in FIG. 11), an input / output thin wire conductor portion 17, and a multilayer printed wiring board provided with a coil portion input / output end portion 6 on the surface. Composed.
FIG. 11 is a configuration in which two branching portions 16 are not provided and the two coil portions 3 are provided separately from each other, and the coil portion input / output end 6 is provided in each coil portion 3 as compared with FIG. The part which overlaps with the structure and operation | movement of is abbreviate | omitted.
In FIG. 10, which is the previous form, the current to be measured is divided by the branching section 16. In FIG. 11, which is the present embodiment, the coil part 3 is divided into separate parts, the front part being a coil part 3a, the rear part being a coil part 3b, and the coil part 3a having coil part input / output ends 6a and 6c. The coil portion 3b has coil portion input / output end portions 6b and 6d. The coil unit input / output ends 6c and 6d are used for inputting the current to be measured to the coil units 3a and 3b, and the coil unit input / output ends 6a and 6b are used for the output. That is, in FIG. 10, the current to be measured is divided at the branching section 16, but in FIG. 11, the current to be measured is shunted outside the multilayer printed wiring board, and the current to be measured after the shunting is supplied to each of the coil portions 3a, It is the structure applied to 3b. The advantage of shunting externally is that heat generation is suppressed when a large current to be measured before shunting is applied to the input / output thin wire conductor portion 17. It is also conceivable that the accuracy of the diversion can be improved by diverting outside.
Although the description has been made on the premise of shunting, in FIG. 11, if the current to be measured is input to the coil input / output end 6c and the coil input / output ends 6a and 6d are connected, for example, 2 The two coil parts 3a and 3b are serially connected, and the current to be measured having the same capacity is applied to the two coil parts 3a and 3b. When the current to be measured has a low capacity, it is desirable to apply the current to be measured having the same capacity by connecting the two coil portions 3a and 3b serially without dividing the current.
In the present embodiment, the winding direction of the two coil portions 3 is the same, and the current to be measured is applied in the opposite direction. However, the present invention is not limited to this. The current to be measured may be applied to the circuit. It is desirable to select in consideration of simplification of the routing of the input / output thin wire conductor portion 17.

図12はこの発明の実施の形態2における、さらに別の実施の形態であり、2つのコイル部3を有した電流センサにおける、コイル状の一次導体パターンであるコイル部3、コイル部入出力端部6、ホールIC4、入出力細線導体部17を示す斜視図である。ここで電流センサは、コイル部3、ホールIC4、シールド層5(図12では省略)、入出力細線導体部17を内蔵し、コイル部入出力端部6を表面に備えた多層プリント配線基板により構成される。
図12は、図11と比較して、別体とした2個のコイル部3をX軸方向に並べて設置し、それぞれのコイル部3にコイル部入出力端部6を設けた構成であり、その他の構成や動作で重複する部分は省略する。
先の形態である図11では、別体とした2個のコイル部3をY軸方向に並べて設置した構成であった。本形態である図12では、別体とした2個のコイル部3をX軸方向に並べて設置した構成である。図12において、それぞれのコイル部3a、3bへの被測定電流の入力には、コイル部入出力端部6a、6cを用い、出力にはコイル部入出力端部6b、6dを利用する。それぞれのコイル部3a、3bをX軸方向に並べて設置したことの利点は、それぞれのコイル部にて発生し、それぞれのホールICに印加される磁束が、互いに干渉されにくいことである。Y軸方向に並べた場合、コイル部端面が近接しているため、コイル部端面の近傍にて発生した磁束は、互いに逆方向のベクトルとなるため、干渉しあい、減じられることになる。
なお分流を前提として説明してきたが、図12においても分流せずに、例えばコイル部入出力端部6cに被測定電流を入力し、コイル部入出力端部6aと6dを接続すれば、2つのコイル部3a、3bがシリアルに接続され、同一容量の被測定電流が2つのコイル部3a、3bに印加されることになる。被測定電流が低容量の場合などは、このように分流せず、2つのコイル部3a、3bをシリアルに接続して同一容量の被測定電流を印加することが望ましい。
また、本実施の形態でも、2個のコイル部3の巻き方向は同一で、逆方向に被測定電流を印加する構成としたが、これに限るものではなく、巻き方向を逆にし、同一方向に被測定電流を印加する構成としてもよい。入出力細線導体部17の引き回し簡略化等を考慮し、選択するのが望ましい。
FIG. 12 shows still another embodiment of the second embodiment of the present invention. In a current sensor having two coil portions 3, a coil portion 3 which is a coiled primary conductor pattern, and a coil portion input / output end FIG. 6 is a perspective view showing a portion 6, a Hall IC 4, and an input / output thin wire conductor portion 17. Here, the current sensor includes a coil portion 3, a Hall IC 4, a shield layer 5 (not shown in FIG. 12), an input / output thin wire conductor portion 17, and a multilayer printed wiring board having a coil portion input / output end portion 6 on the surface. Composed.
FIG. 12 is a configuration in which two separate coil portions 3 are arranged side by side in the X-axis direction as compared with FIG. 11, and each coil portion 3 is provided with a coil portion input / output end 6. The part which overlaps with another structure and operation | movement is abbreviate | omitted.
In FIG. 11, which is the previous form, the configuration is such that two separate coil portions 3 are arranged side by side in the Y-axis direction. In FIG. 12, which is the present embodiment, the configuration is such that two separate coil portions 3 are arranged side by side in the X-axis direction. In FIG. 12, coil portion input / output ends 6a and 6c are used for inputting currents to be measured to the respective coil portions 3a and 3b, and coil portion input / output ends 6b and 6d are used for output. An advantage of arranging the coil portions 3a and 3b side by side in the X-axis direction is that magnetic fluxes generated in the respective coil portions and applied to the respective Hall ICs are hardly interfered with each other. When arranged in the Y-axis direction, since the end surfaces of the coil portions are close to each other, the magnetic fluxes generated in the vicinity of the end surfaces of the coil portions become vectors in opposite directions, so that they interfere with each other and are reduced.
Although description has been made on the premise of shunting, in FIG. 12, for example, if a current to be measured is input to the coil input / output end 6c and the coil input / output ends 6a and 6d are connected, 2 The two coil parts 3a and 3b are serially connected, and the current to be measured having the same capacity is applied to the two coil parts 3a and 3b. When the current to be measured has a low capacity, it is desirable to apply the current to be measured having the same capacity by connecting the two coil portions 3a and 3b serially without dividing the current.
In the present embodiment, the winding direction of the two coil portions 3 is the same, and the current to be measured is applied in the opposite direction. However, the present invention is not limited to this. The current to be measured may be applied to the circuit. It is desirable to select in consideration of simplification of the routing of the input / output thin wire conductor portion 17.

以上のように、この実施の形態2によれば、コイル状の一次導体パターンであるコイル部に電気的な分岐点となる分岐部を設け、入出力細線導体部とコイル部入出力端部を用いて分岐部を介した被測定電流の入出力を可能としたことで、多層プリント配線基板の構成やホールICの設置位置は同一なまま、ホールICに印加する磁束密度を可変でき、ひいては電流検知範囲を可変できる効果がある。  As described above, according to the second embodiment, the coil portion, which is the coiled primary conductor pattern, is provided with a branch portion serving as an electrical branch point, and the input / output thin wire conductor portion and the coil portion input / output end portion are provided. By using it, the current to be measured can be input and output through the branching section, so that the magnetic flux density applied to the Hall IC can be varied while the configuration of the multilayer printed wiring board and the installation position of the Hall IC remain the same. There is an effect that the detection range can be varied.

また、磁電変換素子に二つのホールICを用い、コイル状の一次導体パターンであるコイル部に電気的な分岐点となる分岐部を設け、分岐部にて分割されたそれぞれのコイル部に逆方向の被測定電流が流れることで、二つのホールICそれぞれに逆方向の磁束を印加できるため、両者の差動出力をとることで、一様な外部磁界の影響やノイズ等を除去でき、高精度化できる効果がある。  In addition, two Hall ICs are used for the magnetoelectric conversion element, and a coil part that is a coiled primary conductor pattern is provided with a branch part that serves as an electrical branch point, and each coil part divided at the branch part is reversely directed. Since the current to be measured flows, the magnetic flux in the opposite direction can be applied to each of the two Hall ICs. By taking the differential output of both, uniform external magnetic field effects, noise, etc. can be eliminated, and high accuracy There is an effect that can be made.

また、磁電変換素子に二つのホールICを用い、コイル状の一次導体パターンである二つのコイル部のそれぞれにホールICを設け、二つのホールICそれぞれに逆方向の磁束を印加したとき、両者の差動出力をとることで、一様な外部磁界の影響やノイズ等を除去でき、高精度化できる効果がある。  In addition, when two Hall ICs are used for the magnetoelectric conversion element, Hall ICs are provided in each of the two coil portions that are the coil-shaped primary conductor patterns, and when magnetic fluxes in opposite directions are applied to the two Hall ICs, By taking the differential output, the effect of uniform external magnetic field, noise and the like can be removed, and there is an effect that the accuracy can be improved.

実施の形態3.
図13は、この発明の実施の形態3による電流センサの平面図を示すもので、図14は図13におけるBB’断面(XZ面)を示す断面図、図15は図13におけるコイル状の一次導体パターンであるコイル部3、コイル部入出力端部6、ホールIC4、強磁性材18を示す斜視図である。図13におけるAA’断面(XZ面)を示す断面図は、図3と同様のため省略する。図において、電流センサ1は、コイル部3、ホールIC4、シールド層5(図15では省略)、強磁性材18を内蔵し、コイル部入出力端部6を表面に備えた多層プリント配線基板2により構成される。
実施の形態3は、実施の形態1と比較して、電子部品内蔵面である絶縁層12のキャビティ13に強磁性材18を新たに付加した構成であり、その他の構成や動作で重複する部分は省略する。
Embodiment 3 FIG.
13 is a plan view of a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 14 is a cross-sectional view showing a BB ′ cross section (XZ plane) in FIG. 13, and FIG. 15 is a coil-shaped primary in FIG. It is a perspective view which shows the coil part 3, the coil part input / output end part 6, Hall IC4, and the ferromagnetic material 18 which are conductor patterns. A sectional view showing an AA ′ section (XZ plane) in FIG. 13 is the same as FIG. In the figure, a current sensor 1 includes a coil portion 3, a Hall IC 4, a shield layer 5 (not shown in FIG. 15), a ferromagnetic material 18, and a multilayer printed wiring board 2 having a coil portion input / output end 6 on its surface. Consists of.
The third embodiment is a configuration in which a ferromagnetic material 18 is newly added to the cavity 13 of the insulating layer 12 that is the electronic component built-in surface as compared with the first embodiment. Is omitted.

多層プリント配線基板2の構成と強磁性材18について説明する。
図14は多層プリント配線基板2の図13におけるBB’断面(XZ面)を示す断面図である。内層8c、8dに挟まれた絶縁層12に、強磁性材18を埋め込むための空乏層であるキャビティ13を設け、強磁性材18を設置する。本実施の形態では、絶縁層12が電子部品内蔵面であり、ホールIC4と同じ電子部品内蔵面に強磁性材18を設置する例を示す。それは、使用するホールIC4の感磁方向がY方向のためであり、この例のように同じ電子部品内蔵面に設置するのが望ましい。しかしながら、この例に限るものではなく、ホールIC4と同じ電子部品内蔵面にホールIC以外の電子部品を設置するなど、強磁性材18の設置が困難な場合は、他層にキャビティ13を設けて強磁性材18を設置しても良いが、可能な限り、ホールIC4を設置した電子部品内蔵面近傍であることが望ましい。
またキャビティ13は、電子部品内蔵面で閉じた構成、つまり、強磁性材18が完全に多層プリント配線基板2の内部に取り込まれた構成でもよいが、図13からわかるように、多層プリント配線基板2の側面で開放された構成でもよい。閉じた構成であれば、強磁性材18が外部環境から保護されるという利点があり、開放された構成であれば、ホールIC4に印加したい磁束密度に応じて強磁性材18を取り替えることが可能となり、ひいては電流センサとしての測定可能な定格を可変することが可能となる。
なお強磁性材18としては、パーマロイ等のバルク材が考えられるが、これに限るものではなく、箔状で形成できるアモルファス磁性材等を利用してもよい。設置方法は、強磁性材18の接着が容易であるが、キャビティ13が開放構成の場合、開放部分の樹脂封止などでも構わない。
強磁性材18の形状は、本実施の形態では台形状とし、辺の狭まったホールIC4側にて磁束ベクトル14が集中し、より大きな磁束密度がホールIC4の位置で得られる構成とした。しかしながら、本形態に限るものではなく、磁束ベクトル14の集中の程度は低減するが、製造の容易さ。低コスト化等から、長方形状としてもよく、形状によりホールIC4の位置で得られる磁束密度を調整することは可能である。
The configuration of the multilayer printed wiring board 2 and the ferromagnetic material 18 will be described.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a BB ′ cross section (XZ plane) in FIG. 13 of the multilayer printed wiring board 2. A cavity 13 which is a depletion layer for embedding the ferromagnetic material 18 is provided in the insulating layer 12 sandwiched between the inner layers 8c and 8d, and the ferromagnetic material 18 is provided. In the present embodiment, an example is shown in which the insulating layer 12 is an electronic component built-in surface, and the ferromagnetic material 18 is installed on the same electronic component built-in surface as the Hall IC 4. This is because the magnetic sensing direction of the Hall IC 4 to be used is the Y direction, and it is desirable to install the same on the same electronic component built-in surface as in this example. However, the present invention is not limited to this example. When it is difficult to install the ferromagnetic material 18 such as when an electronic component other than the Hall IC is installed on the same electronic component built-in surface as the Hall IC 4, the cavity 13 is provided in another layer. Although the ferromagnetic material 18 may be installed, it is desirable that it be as close as possible to the electronic component built-in surface where the Hall IC 4 is installed.
Further, the cavity 13 may be configured to be closed by the electronic component built-in surface, that is, a configuration in which the ferromagnetic material 18 is completely taken into the multilayer printed wiring board 2. The structure open | released by 2 side surfaces may be sufficient. The closed configuration has the advantage that the ferromagnetic material 18 is protected from the external environment, and the open configuration allows the ferromagnetic material 18 to be replaced according to the magnetic flux density desired to be applied to the Hall IC 4. As a result, the measurable rating of the current sensor can be varied.
The ferromagnetic material 18 may be a bulk material such as permalloy, but is not limited thereto, and an amorphous magnetic material that can be formed in a foil shape may be used. As for the installation method, the ferromagnetic material 18 can be easily bonded. However, when the cavity 13 has an open configuration, resin sealing of the open portion may be used.
The shape of the ferromagnetic material 18 is a trapezoidal shape in the present embodiment, and the magnetic flux vector 14 is concentrated on the side of the Hall IC 4 where the side is narrowed, and a larger magnetic flux density is obtained at the position of the Hall IC 4. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the degree of concentration of the magnetic flux vector 14 is reduced, but it is easy to manufacture. From the viewpoint of cost reduction or the like, a rectangular shape may be used, and the magnetic flux density obtained at the position of the Hall IC 4 can be adjusted depending on the shape.

図15における電流センサの動作説明に先立ち、強磁性材18のない実施の形態1である図4について説明する。強磁性材18がない場合、ホールIC4に印加される磁束密度は、ホールIC4の設置されたコイル部3の中心線11の近傍に発生する磁束ベクトル14のみとなる。一方、図15のように強磁性材18が設置された場合、コイル部3の中心線11の近傍以外で発生した磁束ベクトル(例えば14b、14c)も強磁性材18内に集磁され、ホールIC4に印加されることにより、磁束密度が増加することになる。このように、同じ被測定電流であっても、強磁性材18を設置することでホールIC4に印加する磁束密度を容易に増加できる。  Prior to the description of the operation of the current sensor in FIG. 15, FIG. 4 which is Embodiment 1 without the ferromagnetic material 18 will be described. In the absence of the ferromagnetic material 18, the magnetic flux density applied to the Hall IC 4 is only the magnetic flux vector 14 generated in the vicinity of the center line 11 of the coil part 3 in which the Hall IC 4 is installed. On the other hand, when the ferromagnetic material 18 is installed as shown in FIG. 15, magnetic flux vectors (for example, 14 b and 14 c) generated outside the vicinity of the center line 11 of the coil portion 3 are also collected in the ferromagnetic material 18 to form holes. By being applied to the IC 4, the magnetic flux density is increased. In this way, even with the same current to be measured, the magnetic flux density applied to the Hall IC 4 can be easily increased by installing the ferromagnetic material 18.

以上のように、この実施の形態3によれば、多層プリント配線基板のキャビティに強磁性材を設置することで、磁性材の設置が簡略化されるとともに、ホールICに対して容易に集磁できる効果があり、小容量の被測定電流を精度良く検出できる効果がある。  As described above, according to the third embodiment, by installing the ferromagnetic material in the cavity of the multilayer printed wiring board, the installation of the magnetic material is simplified and the magnetic flux can be easily collected with respect to the Hall IC. There is an effect that it is possible to accurately detect a small current to be measured.

また、キャビティを多層プリント配線基板2の側面で開放された構成にすることで、強磁性材18を取り替えることが容易となるため、ひいては電流センサとしての測定可能な定格を可変できる効果がある。  In addition, since the cavity 18 is open at the side surface of the multilayer printed wiring board 2, it is easy to replace the ferromagnetic material 18. As a result, the measurable rating as a current sensor can be varied.

1 電流センサ、2 多層プリント配線基板、3 コイル部、4 ホールIC、5 シールド層、6 コイル部入出力端部、7 コネクタ、8 内層、9 細線導体部、10 接続細線導体部、11 中心線、12 絶縁層、13 キャビティ、14 磁束ベクトル、15 重ねコイル部、16 分岐部、17 入出力細線導体部、18 強磁性材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current sensor, 2 multilayer printed wiring board, 3 coil part, 4 Hall IC, 5 shield layer, 6 coil part input / output end part, 7 connector, 8 inner layer, 9 fine wire conductor part, 10 connection fine wire conductor part, 11 center line , 12 Insulating layer, 13 cavity, 14 magnetic flux vector, 15 overlapping coil part, 16 branching part, 17 input / output thin wire conductor part, 18 ferromagnetic material

Claims (13)

電子部品や半導体素子等を内蔵する、導体層と絶縁層とが交互に積層された多層プリント配線基板において、
前記半導体素子は少なくとも一つの磁電変換素子であり、導体が巻回されて構成され、前記多層プリント配線基板に設けられたコイル部を備え、
前記コイル部は、前記絶縁層の一面に略平行に配列された複数の第1細線導体部、前記絶縁層の他の一面に略平行に配列された複数の第2細線導体部、前記多層プリント配線基板を貫通して前記第1細線導体部及び前記第2細線導体部の一端部同士を電気的に接続する第1接続細線導体部、及び前記多層プリント配線基板を貫通して前記第1細線導体部及び前記一端部同士が接続された第2細線導体部に隣接する前記第2細線導体部の他端部同士を電気的に接続する第2接続細線導体部を有しており、
前記磁電変換素子を取り囲むように前記コイル部を配置したことを特徴とする電流センサ。
In a multilayer printed wiring board in which conductor layers and insulating layers are alternately stacked, including electronic components and semiconductor elements,
The semiconductor element is at least one magnetoelectric conversion element, is configured by winding a conductor, and includes a coil portion provided on the multilayer printed wiring board,
The coil portion includes a plurality of first thin wire conductor portions arranged substantially parallel to one surface of the insulating layer, a plurality of second thin wire conductor portions arranged substantially parallel to the other surface of the insulating layer, and the multilayer print. A first connecting thin wire conductor portion that penetrates the wiring board and electrically connects one end portions of the first thin wire conductor portion and the second thin wire conductor portion, and the first thin wire passes through the multilayer printed wiring board. Having a second connecting thin wire conductor that electrically connects the other ends of the second thin wire conductor adjacent to the conductor and the second thin wire conductor to which the one ends are connected;
A current sensor, wherein the coil portion is disposed so as to surround the magnetoelectric conversion element.
前記多層プリント配線基板において、前記半導体素子は少なくとも一つの磁電変換素子であり、導体が巻回されて構成され、前記多層プリント配線基板に設けられた前記コイル部を備え、
前記磁電変換素子を前記コイル部から離間して配置したことを特徴とする電流センサ。
In the multilayer printed wiring board, the semiconductor element is at least one magnetoelectric conversion element, is configured by winding a conductor, and includes the coil portion provided in the multilayer printed wiring board,
A current sensor, wherein the magnetoelectric conversion element is disposed apart from the coil portion.
前記多層プリント配線基板において、前記磁電変換素子を有する電子部品内蔵面の少なくとも一つの上層、および前記磁電変換素子を有する前記電子部品内蔵面の少なくとも一つの下層に、導電性を有し、かつグランド電位にされたシールド層を設置したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電流センサ。  In the multilayer printed wiring board, the at least one upper layer of the electronic component built-in surface having the magnetoelectric conversion element and the at least one lower layer of the electronic component built-in surface having the magnetoelectric conversion element have conductivity and a ground The current sensor according to claim 1, wherein a shield layer having a potential is provided. 前記多層プリント配線基板において、前記磁電変換素子を有する電子部品内蔵面と前記一次導体パターンとの間に位置する少なくとも一つの前記多層プリント配線基板の内層面に、導電性を有し、かつグランド電位にされたシールド層を設置したことを特徴とする請求項1から請求項3に記載の電流センサ。  In the multilayer printed wiring board, at least one inner layer surface of the multilayer printed wiring board located between the electronic component built-in surface having the magnetoelectric conversion element and the primary conductor pattern has conductivity and has a ground potential. The current sensor according to claim 1, wherein a shield layer is provided. 前記多層プリント配線基板において、第1接続細線導体部ならびに第2接続細線導体部を非直線状に配置し、第1細線導体部ならびに第2細線導体部の設置間隔を縮小して密に配置したことを特徴とする請求項1から請求項4に記載の電流センサ。  In the multilayer printed wiring board, the first connection thin wire conductor and the second connection thin wire conductor are arranged in a non-linear manner, and the installation intervals of the first thin wire conductor and the second thin wire conductor are reduced and arranged densely. The current sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記多層プリント配線基板において、少なくとも2つの前記コイル部を設置し、一方の前記コイル部はもう一方の前記コイル部を取り囲むようにして配置した重ねコイル部であるとともに、これらのコイル部が電気的に接続されたことを特徴とする請求項1から請求項5に記載の電流センサ。  In the multilayer printed wiring board, at least two of the coil portions are installed, and one of the coil portions is a stacked coil portion arranged so as to surround the other coil portion, and these coil portions are electrically The current sensor according to claim 1, wherein the current sensor is connected to the current sensor. 前記多層プリント配線基板において、前記コイル部の少なくとも1点に電気的な分岐点を設けたことを特徴とする請求項1から請求項6に記載の電流センサ。  The current sensor according to claim 1, wherein an electrical branch point is provided at at least one point of the coil portion in the multilayer printed wiring board. 前記多層プリント配線基板において、前記磁電変換素子の設置層と同一もしくは近傍層に空乏層を設けるとともに、前記空乏層の少なくとも一つに強磁性材を設置したことを特徴とする請求項1から請求項7に記載の電流センサ。  2. The multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein a depletion layer is provided in a layer that is the same as or close to the installation layer of the magnetoelectric conversion element, and a ferromagnetic material is provided in at least one of the depletion layers. Item 8. The current sensor according to Item 7. 前記多層プリント配線基板において、前記空乏層の少なくとも一つに設置した強磁性材の形状は、台形状であることを特徴とする請求項1から請求項8記載の電流センサ。  9. The current sensor according to claim 1, wherein in the multilayer printed wiring board, a ferromagnetic material disposed in at least one of the depletion layers has a trapezoidal shape. 前記多層プリント配線基板において、少なくとも一つの前記磁電変換素子を含む前記多層プリント配線基板に設置された電子部品と外部端子と接続するためのコネクタを設置したことを特徴とする請求項1から請求項9に記載の電流センサ。  2. The multilayer printed wiring board according to claim 1, further comprising a connector for connecting an external component and an electronic component installed on the multilayer printed wiring board including at least one magnetoelectric conversion element. The current sensor according to 9. 前記多層プリント配線基板において、少なくとも一つの前記磁電変換素子がホールICであることを特徴とする請求項1から請求項10に記載の電流センサ。  11. The current sensor according to claim 1, wherein at least one of the magnetoelectric conversion elements is a Hall IC in the multilayer printed wiring board. 前記多層プリント配線基板において、前記電子部品は二つのホールICであり、前記二つのホールICの差動出力手段を備えるとともに、前記コイル部は中点に電気的な分岐点を有し、前記分岐点にて分割されたそれぞれのコイル部に前記ホールICを設置することを特徴とする請求項11に記載の電流センサ。  In the multilayer printed wiring board, the electronic component is two Hall ICs and includes differential output means of the two Hall ICs, and the coil portion has an electrical branch point at a midpoint, and the branch The current sensor according to claim 11, wherein the Hall IC is installed in each coil part divided at points. 前記多層プリント配線基板において、前記電子部品は二つのホールICであり、前記二つのホールICの差動出力手段を備えるとともに、前記多層プリント配線基板において少なくとも2つの分離された前記コイル部を設置し、それぞれのコイル部に前記ホールICを設置することを特徴とする請求項11に記載の電流センサ。  In the multilayer printed wiring board, the electronic component is two Hall ICs, and includes differential output means of the two Hall ICs, and at least two separated coil portions are installed in the multilayer printed wiring board. The current sensor according to claim 11, wherein the Hall IC is installed in each coil part.
JP2010070898A 2010-03-04 2010-03-04 Current sensor Pending JP2011185914A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010070898A JP2011185914A (en) 2010-03-04 2010-03-04 Current sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010070898A JP2011185914A (en) 2010-03-04 2010-03-04 Current sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011185914A true JP2011185914A (en) 2011-09-22

Family

ID=44792359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010070898A Pending JP2011185914A (en) 2010-03-04 2010-03-04 Current sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011185914A (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2846163A1 (en) 2013-09-05 2015-03-11 Renesas Electronics Corporation Sensor device
JP2015135267A (en) * 2014-01-17 2015-07-27 株式会社リコー current sensor
CN105101907A (en) * 2013-03-11 2015-11-25 皇家飞利浦有限公司 Force sensor providing continuous feedback for a resonant drive toothbrush using a hall sensor
GB2526579A (en) * 2014-05-28 2015-12-02 Eaton Ind Netherlands Bv Sensor for measuring current in a conductor
GB2531747A (en) * 2014-10-29 2016-05-04 Eaton Ind (Netherlands) B V Sensor for measuring current in a conductor
US9529022B2 (en) 2013-09-05 2016-12-27 Renesas Electronics Corporation Sensor device with inductors
JP2020148640A (en) * 2019-03-14 2020-09-17 株式会社東芝 Current detector
JP2020160034A (en) * 2019-03-27 2020-10-01 甲神電機株式会社 Current sensor
KR102239126B1 (en) * 2019-11-19 2021-04-12 한양대학교 산학협력단 Multi-layer Circuit assembly for Current Detecting
US11320464B2 (en) 2020-01-22 2022-05-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Chip package
KR20220085529A (en) * 2020-12-15 2022-06-22 한양대학교 산학협력단 Circuit assembly for Current Detecting
US20230333147A1 (en) * 2022-04-15 2023-10-19 Allegro Microsystems, Llc Current sensor assemblies for low currents
US11879951B2 (en) * 2018-05-08 2024-01-23 Infineon Technologies Ag Magnetic field sensor apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116773A (en) * 1999-10-22 2001-04-27 Canon Electronics Inc Current sensor and current detector
JP2003315373A (en) * 2002-04-18 2003-11-06 Toshiba Corp Current detection device and semiconductor device
JP2004245597A (en) * 2003-02-10 2004-09-02 Mitsubishi Electric Corp Current sensor
JP2008147509A (en) * 2006-12-12 2008-06-26 Denso Corp Insulating coupler and driving circuit mounted electric compressor for automobile
JP2008203238A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Koshin Denki Kk Current detecting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116773A (en) * 1999-10-22 2001-04-27 Canon Electronics Inc Current sensor and current detector
JP2003315373A (en) * 2002-04-18 2003-11-06 Toshiba Corp Current detection device and semiconductor device
JP2004245597A (en) * 2003-02-10 2004-09-02 Mitsubishi Electric Corp Current sensor
JP2008147509A (en) * 2006-12-12 2008-06-26 Denso Corp Insulating coupler and driving circuit mounted electric compressor for automobile
JP2008203238A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Koshin Denki Kk Current detecting device

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105101907A (en) * 2013-03-11 2015-11-25 皇家飞利浦有限公司 Force sensor providing continuous feedback for a resonant drive toothbrush using a hall sensor
JP2016508811A (en) * 2013-03-11 2016-03-24 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Force sensor providing continuous feedback for resonant drive toothbrushes using Hall sensors
US10034730B2 (en) 2013-03-11 2018-07-31 Koninklijke Philips N.V. Force sensor providing continuous feedback for a resonant drive toothbrush using a hall sensor
CN105101907B (en) * 2013-03-11 2018-01-19 皇家飞利浦有限公司 The force snesor of continuous feedback for resonant drive toothbrush is provided using Hall sensor
EP2846163A1 (en) 2013-09-05 2015-03-11 Renesas Electronics Corporation Sensor device
US9529022B2 (en) 2013-09-05 2016-12-27 Renesas Electronics Corporation Sensor device with inductors
US9632119B2 (en) 2013-09-05 2017-04-25 Renesas Electronics Corporation Sensor device having inductors for detecting power flowing through a power line
US9875962B2 (en) 2013-09-05 2018-01-23 Renesas Electronics Corporation Sensor device having inductors, analog and logic circuits for detecting power flowing through a powerline
JP2015135267A (en) * 2014-01-17 2015-07-27 株式会社リコー current sensor
US9964564B2 (en) 2014-05-28 2018-05-08 Eaton Intelligent Power Limited Sensor for measuring current in a conductor
GB2526579A (en) * 2014-05-28 2015-12-02 Eaton Ind Netherlands Bv Sensor for measuring current in a conductor
WO2016066506A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 Eaton Industries (Netherlands) B.V. Sensor for measuring current in a conductor
GB2531747A (en) * 2014-10-29 2016-05-04 Eaton Ind (Netherlands) B V Sensor for measuring current in a conductor
US10670634B2 (en) 2014-10-29 2020-06-02 Eaton Intelligent Power Limited Sensor for measuring current in a conductor
AU2015340864B2 (en) * 2014-10-29 2020-10-01 Eaton Intelligent Power Limited Sensor for measuring current in a conductor
US11879951B2 (en) * 2018-05-08 2024-01-23 Infineon Technologies Ag Magnetic field sensor apparatus
JP2020148640A (en) * 2019-03-14 2020-09-17 株式会社東芝 Current detector
JP2020160034A (en) * 2019-03-27 2020-10-01 甲神電機株式会社 Current sensor
KR102239126B1 (en) * 2019-11-19 2021-04-12 한양대학교 산학협력단 Multi-layer Circuit assembly for Current Detecting
WO2021100965A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-27 한양대학교 산학협력단 Stacked circuit structure capable of detecting current
US11320464B2 (en) 2020-01-22 2022-05-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Chip package
KR20220085529A (en) * 2020-12-15 2022-06-22 한양대학교 산학협력단 Circuit assembly for Current Detecting
KR102470633B1 (en) 2020-12-15 2022-11-25 한양대학교 산학협력단 Circuit assembly for Current Detecting
US20230333147A1 (en) * 2022-04-15 2023-10-19 Allegro Microsystems, Llc Current sensor assemblies for low currents

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011185914A (en) Current sensor
JP2011145273A (en) Current sensor
US9176170B2 (en) Current sensor
US7362098B2 (en) Magnetic field sensor
US9547024B2 (en) Device for current measurement
JP2011080970A (en) Detection device of multiphase current
JP4867698B2 (en) Thin film magnetic device and electronic component module having the same
JP5234459B2 (en) Current sensor
US9599642B2 (en) Current sensor
JP6256819B2 (en) Current sensor and current measuring device
JP6286157B2 (en) Sensor device
EP2159588A1 (en) Magnetic detecting device, method for manufacturing magnetic detecting device, and angle detecting device, position detecting device and magnetic switch using the magnetic detecting device
JP5630633B2 (en) Multiphase current detector
CN111556956B (en) Sensor package
US20210125776A1 (en) Inductor array component and inductor array component built-in substrate
JP5057245B2 (en) Current sensor
CN110701986B (en) Sensor substrate for electromagnetic induction type position sensor and method for manufacturing same
JP2012088191A (en) Current sensor
JP5458319B2 (en) Current sensor
JP5622027B2 (en) Multiphase current detector
US11150276B2 (en) Current detection device
JP7309390B2 (en) current detector
JP2018025569A (en) Sensor device
JP6425632B2 (en) Printed board
US20220065898A1 (en) Current sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140114

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140310

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140513