JP2014531018A - 電流センサ、およびこの電流センサのためのプリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 電流が流れる導線をプリント基板の導電トラックに接続する必要がない電流センサを提供する。【解決手段】 この電流センサにおけるプリント基板は、導線を受容するために、垂直軸に沿って、プリント基板を貫通している孔（５）と、この孔（５）を囲んでおり、かつ複数のメタライズ層の間に水平に延在している第１の磁性体リング（１０）の形態を呈している磁心とを備えている。測定コイルおよび励磁コイルの機能を果たす１つ以上の第１のコイル（１２、１３）の各々の各ターンは、第１の磁性体リングの上方および下方に位置している各１つのメタライズ層に１つずつ形成されている２つの導電トラック（４４、４６）を主構成要素としており、これらの２つの導電トラック（４４、４６）は、電気絶縁層を貫通し、第１の磁性体リングの内側を通っている貫通電極（４８）によって互いに電気的に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電流センサ、およびこの電流センサのためのプリント基板に関する。

頭字語ＰＣＢ（プリント基板）としても知られているプリント基板は、１セットの電気部品の電気的接続を可能にする支持体である。このようなプリント基板は、一般に、積層プレートの形態を呈している。このプリント基板は、単層プリント基板である場合もあれば、多層プリント基板である場合もある。単層プリント基板は、各電気部品を相互に電気的に接続するための導電トラックがプリントされている、単一のメタライズ層のみしか備えていない。それに反して、多層プリント基板は、複数のメタライズ層、すなわち、少なくとも２層のメタライズ層、好ましくは４層または６層を超えるメタライズ層を備えている。以下の説明は、主として、このような多層プリント基板に関するものである。

各メタライズ層は、プリント基板を構成している積層プレートの層の１つであり、各メタライズ層には、各電気部品を相互に電気的に接続するための１つ以上の導電トラックが形成されている。各メタライズ層は平坦であり、積層プレートの表面と平行に延在している。一般に、メタライズ層は、導電材料（通常、銅などの金属）の一様な層の被着、およびこの一様な層の、その後の、導電トラックだけを残すようなエッチングによって得られる。

プリント基板の各メタライズ層は、電気絶縁材料から成る電気絶縁層によって、物理的に互いに分離されている。この電気絶縁材料は、高い絶縁耐力、すなわち，通常３ＭＶ／ｍ以上、好ましくは１０ＭＶ／ｍ以上の絶縁耐力を有している。電気絶縁材料は、例えばエポキシ樹脂、および／またはガラス繊維からなっている。電気絶縁層は、一般に、他の層とのアセンブリ時に軟化しない材料から成る剛性板の形態を呈している。電気絶縁層は、例えば不可逆的な熱硬化処理を既に受けている熱硬化性樹脂からなっている。

多層プリント基板の各層は、「樹脂含浸」層と呼ばれており、より一般的には「プリプレグ」層として知られている接着層を介して、何らの自由度なしに、互いにアセンブルされている。

プリプレグは、一般に、ファブリックなどの補強材に、熱硬化性樹脂を含浸させることによって作られる。この熱硬化性樹脂は、通常、エポキシ樹脂である。プリント基板の製造中に、熱硬化性樹脂の変態によって、プリプレグが、プリント基板の各層に不可逆的に密着した、剛性の固体物質に転換する、不可逆的な重合化がもたらされる。通常、プリプレグを、高温に加熱し、かつ高圧で圧縮したときに、熱硬化性樹脂の変態が生じる。この場合、高温とは、１００℃を超える温度、好ましくは１５０℃を超える温度である。高圧とは、０．３ＭＰａを超える圧力であるが、通常は、１ＭＰａを超える圧力である。

電気絶縁層を貫通している導電性の貫通電極を介して、複数のメタライズ層の導電トラックを、電気的に接続することができる。この導電性の貫通電極は、「ビア」として、一般的に知られている。ビアは、一般に、電気絶縁層の表面に垂直に延びている。これらのビアを作る方法は、いくつかある。最も一般的な方法の１つは、１層以上の電気絶縁層に、それらの上下を貫くように孔を設け、次いで、それらの孔の内壁を金属で覆うことである。したがって、これらのビアは、メタライズホール（金属で被覆された孔）と呼ばれる。

ビアは、必ずしも、プリント基板の全ての電気絶縁層を貫通しているとは限らない。例えば、プリント基板の片側の外表面にしか開いていないブラインドビアが存在する。今日では、さらに、例えば頭字語ＨＤＩ（High Density of integration：高密度集積)として知られている技術などの公知の技術を用いて、「ベリード」ビア（埋め込みビア）を形成することもできる。ベリードビアは、プリント基板のいずれの外表面にも開いていない。ベリードビアは、例えばプリント基板の内部に埋め込まれた複数のメタライズ層に形成されている導電トラックを電気的に接続することができる。

公知のいくつかの電流センサは、次のものを備えている。
− プリント基板であって、
・ 電気絶縁層によって互いに物理的に分離された複数のメタライズ層の、垂直方向のスタック、
・ 磁心、および
・ 磁心だけを囲んでいるターンを有し、かつ測定コイルおよび励磁コイルの機能を果たす１つ以上の第１のコイルを有するプリント基板と、
− 磁心を周期的に飽和磁化させる強度の電流を、第１のコイルのうちの励磁コイルの機能を果たすコイルに流すようになっている励磁電流源。

公知の電流センサの１つが、例えば非特許文献１に開示されている。

この電流センサは適切に動作する。例えば磁心の周期的な飽和磁化によって、測定しようとする電流によって発生する磁界Ｂ_ｉの寄与を高周波数で測定することができ、この電流センサのダイナミックレンジが広くなる。高周波数とは、１００Ｈｚを超過し、好ましくは１ｋＨｚを超過する周波数を意味している。この測定技術は、フラックスゲートセンサという用語で知られている。しかしながら、このフラックスゲートセンサが適切に動作するためには、励磁コイルによって磁心の内部に発生する励磁磁界Ｂ_ｅｘの寄与を厳密に打ち消すことができなければならない。したがって、導線を、磁心に相対的に正確に位置決めしなければならない。この問題は、公知のいくつかの電流センサにおいて、プリント基板に、測定しようとする電流を流す導電トラックを形成することによって解決されている。実際、今日の技術においては、プリント基板の導電トラックを、非常に正確に位置決めすることが可能である。しかしながら、このような電流センサを使用するときには、導線を、プリント基板の、測定しようとする電流を流す導電トラックに接続する必要がある。そのため、プリント基板に接続端子を設けることが必要になり、したがって、電流センサの面積が増大する。さらに、測定しようとする電流が流れる導線を、意図的に切断することが必要になる。これは、常に望ましいことではない。

類似の従来技術が、特許文献１〜特許文献６からも公知である。

ヨーロッパ特許公開第２１０８９６５号公報 米国特許公開第２００３−０１１４５８号公報 ドイツ国特許公開第１０３５４６９４号公報 米国特許公開第２０１１−１０８３１７号公報 米国特許公開第２００２−０７０８３１号公報 国際公開第０２／０２５７９７号公報

T. O'DONNELL、A. TIPEK、A. CONNELL、P. Mc CLOSKEY、S. C. O'MATHUNA、「Planar fluxgate current sensor integrated in printed circuit board（プリント基板に一体化されている平面フラックスゲート電流センサ）」、Sensors and Actuators A、２００６年、Ｖｏｌ．１２９、ｐ．２０−２４

本発明は、上述の欠点の少なくとも１つを改善することを目的としている。

この目的を達成するために、本発明は、次の特徴を有する電流センサを提供する。
− プリント基板は、導線を受容するために、垂直軸に沿って、プリント基板を貫通している孔を有しており、
− 磁心は、この孔を囲んでおり、かつ複数のメタライズ層の間に水平に延在している第１の磁性体リングの形態を呈しており、
− 第１のコイルの各々の各ターンは、第１の磁性体リングの上方および下方に位置している各１つのメタライズ層に１つずつ形成されている２つの導電トラックを主構成要素としており、これらの２つの導電トラックは、第１の磁性体リングの内側を通っているビアによって互いに電気的に接続されている。

このような電流センサにおいては、電流が流れる導線を、プリント基板の導電トラックに接続する必要はない。単に、導線をプリント基板の孔に通すだけで、電流センサを作動させることができる。

さらに、磁性体リングがこの孔を囲んでいるという事実によって、この電流センサは、孔内における導線の位置決めに生じる誤差にあまり影響を受けない。実際、磁性体リングは、電流によって発生する磁界を磁性体リング自体の内部に集める働きをする。したがって、導線を、孔内にそれほど正確に位置決めする必要はない。

コイルは、メタライズ層に形成されている導電トラックおよびビアによって構成される。したがって、この電流センサの製造は容易である。

最後に、この電流センサは、常に、「フラックスゲート」の原理にしたがって動作する。したがって、この電流センサの動作の正確性が常に保たれ、さらにはより向上する。

本発明は、さらに、上述の電流センサを製造するためのプリント基板を提供するものである。

上述の電流センサ、またはプリント基板のいくつかの実施形態は、次の特性のうちの１つ以上を備えていることがある。
− プリント基板は、第１の磁性体リングを収容している環状の空洞を有し、空洞の各壁面と、各壁面に対向する、第１の磁性体リングの各面との間に遊びが生じるように、第１の磁性体リングの横方向の寸法、すなわち水平な平面内の寸法は、空洞の対応する横方向の寸法より、少なくとも５μｍ短い。
− 電流センサまたはプリント基板は、次のものを備えている。
・ 同一の孔を囲んでおり、かつ複数のメタライズ層の間に水平に延在している少なくとも１つの第２の磁性体リングと、
・ 第２の磁性体リングだけを囲んでいるターンを有し、測定コイルおよび励磁コイルの機能を果たす１つ以上の第２のコイルであって、第２のコイルの各々の各ターンは、第２の磁性体リングの上方および下方に位置している各１つのメタライズ層に１つずつ形成されている２つの導電トラックを主構成要素としており、これらの２つの導電トラックは、電気絶縁層を貫通し、第２の磁性体リングの内側を通っている貫通電極によって互いに電気的に接続されている１つ以上の第２のコイル。
第１のコイルと第２のコイルとのうちの測定コイルの機能を果たすコイル同士は、これらのコイルに生じる電流への、励磁磁界の寄与を少なくするように、互いに直列に接続されている。
− 第１および第２のコイルのうちの励磁コイルの機能を果たすコイルは、同一の励磁電流を供給されたときに、それぞれ第１および第２の磁性体リングの内部に、同一の強度の励磁磁界を発生させるように構成されており、第１および第２のコイルのうちの測定コイルの機能を果たすコイルは、励磁磁界が存在していないときに、それぞれ第１および第２の磁性体リング内の磁界として、同一の磁界が測定されるように構成されている。
− 第１および第２のコイルのうちの励磁コイルの機能を果たすコイル、および第１および第２のコイルのうちの測定コイルの機能を果たすコイルは、それぞれ第１および第２の磁性体リングを囲んでいるということを除いて、互いに同一である。

これらの実施形態は、さらに、次の利点を有している。
− 磁性体リングと空洞の壁面との間に遊びが存在するために、磁性体リングがプリント基板から機械的応力を及ぼされないから、電流センサの精度が増す。
− ２つの磁性体リングが用いられ、２つの測定コイルが直列に接続されているために、励磁磁界を容易に打ち消すことができる。
− ２つの励磁コイルが、互いに同一の強度で、逆向きの励磁磁界を発生させるように構成されているから、測定値に対する、励磁磁界の寄与を容易に打ち消すことができる。
− ２つの励磁コイルおよび２つの測定コイルが、それぞれ互いに同一であるから、電流センサの製造が容易である。

本発明による電流センサの斜視断面図である。 図１の電流センサの製造に用いられるプリント基板の斜視断面図である。 図２の、破線で表わされた楕円で囲まれている部分の拡大図である。 図２のプリント基板の第１の実施形態の組立分解断面図である。 図２のプリント基板の第１の実施形態の断面図である。 図２のプリント基板の第１の実施形態の製造方法のフローチャートである。 図２のプリント基板の第２の実施形態の組立分解断面図である。 図２のプリント基板の第３の実施形態の組立分解断面図である。 図２のプリント基板の第３の実施形態の断面図である。 図２のプリント基板の第３の実施形態にさらに２つのメタライズされたプリプレグが積み重ねられているプリント基板の断面図である。 図２のプリント基板の第４の実施形態の組立分解断面図である。 図２のプリント基板の第５の実施形態の組立分解断面図である。 図２のプリント基板の第６の実施形態の断面図である。 図２のプリント基板の第７の実施形態の組立分解断面図である。 図２のプリント基板の第８の実施形態の組立分解断面図である。 図２のプリント基板の第９の実施形態の組立分解断面図である。 図１５の実施形態で用いられているプリプレグの１つの斜視図である。 図１の電流センサのプリント基板の別の一実施形態の斜視断面図である。 図１７のプリント基板の製造方法のフローチャートである。 図１８のフローチャートの製造方法の１ステップにおけるプリント基板の断面図である。 図１９のステップ後の１ステップにおけるプリント基板の断面図である。 図２０のステップ後の１ステップにおけるプリント基板の断面図である。 ３軸方向の磁界を検出する磁界センサの斜視図である。

添付図面を参照して、単に非限定的な例として示す以下の説明を読むことによって、本発明をよりよく理解することができると思う。

添付図面において、同一の要素には、同一の符号を付してある。

以下の記述において、当業者に知られている特徴および機能については、詳細に説明しない。

図１は、導線３中を流れる電流の強度を測定するようになっている電流センサ２を示す。

電流センサ２は、複数のプリント基板から成り、かつ孔５を形成されている重畳体４を有している。孔５は、垂直な方向Ｚに沿って、この重畳体４を上面から下面まで突き抜けている。

導線３は、孔５中に受容されている。この受容を可能にするために、孔５の横方向寸法、すなわち水平な平面内の寸法（孔５の断面が円形である場合には内径）は、通常、導線３の横方向寸法（導線３の断面が円形である場合には外径）より、少なくとも１００μｍだけ大きい。

図１においては、重畳体４は、２つのプリント基板６および７を、方向Ｚに沿って重ね合わせたスタックによって作られている。これらのプリント基板は、全く自由度なしに、上下に互いに固着されている。これらのプリント基板を構成している各構成要素を示すように、プリント基板の輪郭は、破線によって示してある。

プリント基板６は、電気絶縁層によって物理的に互いに分離されている複数のメタライズ層の、方向Ｚに沿うスタックを有している。このプリント基板６の各層は、互いに直交している２つの方向ＸおよびＹと平行に、水平に延在している。

プリント基板６は、孔５を囲んでいる磁心を有している。この磁心は、実質的に水平な平面上に延在している磁性体リング１０である。

電流センサ２の感度を良好にするために、磁性体リング１０は、１０００を超過し、好ましくは１００００を超過する静的な比透磁率、すなわち周波数０Ｈｚにおける比透磁率を有する磁性材料で作られている。すなわち、磁性体リング１０は、大きな比透磁率を有する磁性材料で作られている。この磁性材料は、例えばミューメタルなどの強磁性体材料、または「Ｖｉｔｒｏｖａｃ」（登録商標）６０２５という商品名で知られている磁性材料である。

磁性体リング１０の中心は、孔５の中心に一致していることが好ましい。

周波数ｆ_ｅｘで励磁電流ｉ_ｅｘを流すための励磁コイル１２が、磁性体リング１０を囲んでいる。励磁コイル１２は、磁性体リング１０を周期的に飽和磁化させる励磁磁界Ｂ_ｅｘを、磁性体リング１０の内部に発生させる。

励磁コイル１２は、磁性体リング１０の全長にわたって延在していることが好ましい。図１において、「磁性体リング１０の長さ」は、水平な平面上の、磁性体リングの周の長さを意味している。励磁コイル１２の各ターンは、磁性体リング１０の内側を通っている。図１を単純化するために、励磁コイル１２の１つのターンしか示していない。

プリント基板６は、さらに、磁性体リング１０の内部の磁界の強度を測定するための測定コイル１３を有している。測定コイル１３は、励磁コイル１２を囲んでいる。図１を単純化するために、測定コイル１３の２つのターンしか示されていない。各ターンは、磁性体リング１０の中心付近を通っている。測定コイル１３は、磁性体リング１０の全長にわたって延在している。以下の説明において、測定コイル１３による測定値は、関係式（Ｍ_１＝Ｂ_ｉ＋Ｂ_ｅｘ）によって与えられる。この関係式において、
・ Ｍ_１は、測定コイル１３による測定値であり、
・ Ｂ_ｉは、導線３中を流れる電流ｉによって発生する磁界であり、
・ Ｂ_ｅｘは、励磁磁界である。

この関係式を導くために、磁性体リング１０の内部の磁界の符号は、その磁界が反時計回りの向きに回っているときに正としている。

磁性体リングを用いることによって、プリント基板６の全表面にわたって一様である外部磁界の影響を自動的に打ち消すことができる。この場合に、「打ち消す」は、電流ｉの強度の測定の際に、外部磁界の影響を取り除く、または大幅に減らす作用を意味している。磁性体リングを用いることによって、例えば地球磁界の影響を自動的に打ち消すことができる。

プリント基板７は、励磁コイルが逆向きに形成されているということを除いて、水平な平面に関して、プリント基板６に面対称である。プリント基板７の磁性体リング、励磁コイルおよび測定コイルには、それぞれ符号１５、１６および１７を付してある。励磁コイル１６には、励磁コイル１２に供給される励磁電流と同じ励磁電流ｉ_ｅｘが供給される。このような状態においては、測定コイル１７による測定値は、関係式（Ｍ_２＝Ｂ_ｉ−Ｂ_ｅｘ）によって与えられる。この関係式において、Ｍ_２は、測定コイル１７による測定値である。

この例においては、励磁磁界Ｂ_ｅｘの寄与を自動的に打ち消すために、測定コイル１３と１７とは、互いに直列に接続されている。この場合には、「打ち消す」は、最終結果すなわち電流の測定値に対する、励磁磁界Ｂ_ｅｘの影響または寄与を最大限に取り除くことを意味している。すなわち、この例で用いられている符合の取り決めでは、測定コイル１３と１７とは、測定値Ｍ_１とＭ_２とが互いに加え合わされるように接続されている。

電流センサ２は、さらに、有線リンクを介して重畳体４に接続されている電子処理ユニット１８を有している。この電子処理ユニット１８は、導線３中を流れる電流ｉの強度値を算出するために、測定コイル１３および１７から得られた測定値を処理する。電子処理ユニット１８は、さらに、励磁コイル１２および１６に流す励磁電流ｉ_ｅｘを発生させるようになっている電流源１９を有している。

図２は、電流センサ２の製造に用いられるプリント基板６を、より詳細に示している。図２は、このプリント基板６の内部に埋め込まれているものを詳細に示すために、プリント基板６の断面を示している。

プリント基板６は、多層プリント基板である。したがって、プリント基板６は、電気絶縁層によって互いに分離されている複数のメタライズ層の、垂直方向（方向Ｚ）に沿うスタック２０によって形成されている。図２においては、１つの電気絶縁層２６によって互いに分離された２つのメタライズ層２２および２４しか示されていない。このスタック２０に関しては、図３以下を参照して、より詳細に説明する。

電気絶縁層２６の内部に、磁性体リング１０を収容するための空洞２８が穿たれている。空洞２８の詳細が、図２Ａの、プリント基板６の拡大部分断面図に、より明瞭に示されている。この例においては、空洞２８は環状である。空洞２８は、２つのメタライズ層２２と２４との間に位置している。この空洞２８には、垂直対称軸３０が存在する。垂直対称軸３０は、孔５の垂直対称軸でもある。この空洞２８は、矩形の横断面を有している。この横断面とは、垂直対称軸３０を含む垂直面に含まれる断面である。より明確には、空洞２８は、外側垂直壁３２、内側垂直壁３３、水平な上端３４、および水平な下端３６を有している。外側垂直壁３２および内側垂直壁３３は、環状である。空洞２８の横断面は、空洞２８の全長にわたって一定である。空洞２８の長さとは、水平な平面上の、空洞２８の周の長さ、例えば内側垂直壁３３の周の長さである。

磁性体リング１０が、空洞２８の内部に収容されている。磁性体リング１０の回転対称軸は、垂直対称軸３０と一致している。磁性体リング１０の横断面も矩形である。さらに、磁性体リング１０の横断面は、磁性体リング１０の全長にわたって一定である。

静的な比透磁率を大きくするために、磁心すなわち磁性体リング１０の、方向Ｚに沿う厚さｅは、可能な限り薄くされる。磁性体リング１０の厚さは、通常、例えば２５０μｍ未満であり、好ましくは１２５μｍ未満、または２５μｍ未満である。磁性体リング１０の、半径方向の幅Ｉは、通常、０．５〜１０ｍｍの範囲にある。この例においては、幅Ｉは、例えば１〜２ｍｍの範囲にある。

この磁性体リング１０は、例えば重力の作用だけで、空洞２８の下端３６に接している下面を有している。磁性体リング１０は、さらに、空洞２８の上端３４に対向している上面４０、および外側垂直壁３２、内側垂直壁３３にそれぞれ対向している外側垂直面、および内側垂直面を有している。

磁性体リング１０の横断面の寸法は、空洞２８の横断面の対応する寸法よりも小さい。したがって、磁性体リング１０の幅Ｉおよび厚さｅは、それぞれ空洞２８の幅および厚さ未満である。これによって、磁性体リング１０の外側垂直面および内側垂直面を、それぞれ外側垂直壁３２および内側垂直壁３３から、横方向に間隙ｉだけ離すことができ、磁性体リング１０の上面４０を、上端３４から、垂直方向に間隙ｊだけ離すことができる。間隙ｉおよびｊは、５μｍを超過しており、好ましくは１００μｍを超過している。したがって、このような状態においては、空洞２８は、磁性体リング１０になんらの機械的応力も及ぼさない。磁性体リング１０が機械的応力を受けないことによって、磁性体リング１０の磁気特性の変動が制限されるから、電流センサ２の精度が増す。

プリント基板６は、さらに、励磁コイル１２および測定コイル１３を有している。図２には、単純化のために、励磁コイル１２のターンしか示されていない。これらのターンは、例えば磁性体リング１０の全長にわたって、一定の間隔で一様に配置されている。

励磁コイル１２の各ターンの構成要素として、次のものが含まれる。
− メタライズ層２２に形成されている導電トラック４４のうちの１つと、
− メタライズ層２４に形成されている導電トラック４６のうちの１つ。

各ターンには、さらに、そのターンの導電トラック４４と４６との一端同士を電気的に接続している垂直ビア４８が含まれる。さらに、そのターンの導電トラック４４と４６との他端は、それぞれ別の垂直ビアを介して、それぞれに隣接するターンの導電トラックの一端に電気的に接続されている。

図３は、プリント基板６の第１の実施形態の分解組立図である。この実施形態においては、スタック２０は、底から頂に向かって、次のものをスタックすることによって形成されている。
− メタライズされたプリプレグ５０と、
− 電気絶縁層５２と、
− メタライズされたプリプレグ５４。

メタライズされたプリプレグ５０には、プリプレグ５６と、プリプレグ５６の下面に固着されているメタライズ層２４とが含まれている。

メタライズされたプリプレグ５４には、プリプレグ６０と、プリプレグ６０の上面に固着されているメタライズ層２２とが含まれている。

この例においては、プリプレグ５６および６０は、「規格」仕様のプリプレグ、すなわちプリント基板のアセンブリ時に低粘度を呈するプリプレグである。「低粘度」は、プリプレグのメーカの仕様に応じた上昇率で、そのプリプレグの温度を上昇させていくときに、ガラス転移温度において、５０００パスカル秒未満、好ましくは１０００パスカル秒未満である粘度を意味している。

プリプレグ５６および６０は、例えば次の材料、すなわちＦＲ−２（コットン紙・フェノール樹脂）、ＦＲ−３（コットン紙・エポキシ樹脂）、ＦＲ−４（布状に編んだガラス繊維・エポキシ樹脂）、ＦＲ−５（布状に編んだガラス繊維・エポキシ樹脂）、ＦＲ−６（ガラス塗膜・ポリエステル樹脂）、Ｇ−１０（布状に編んだガラス繊維・エポキシ樹脂）、ＣＥＭ−１(コットン紙・エポキシ樹脂）、ＣＥＭ−２（コットン紙・エポキシ樹脂）、ＣＥＭ−３（布状に編んだガラス繊維・エポキシ樹脂）、ＣＥＭ−４（布状に編んだガラス繊維・エポキシ樹脂）、ＣＥＭ−５（布状に編んだガラス繊維・ポリエステル樹脂）のうちの１つを用いて製造することができる。この例においては、プリプレグ５６および６０は、アーロン〔Arlon（登録商標）〕社から販売されている参照コード３３Ｎの製品群から選択されたプリプレグ（例えば参照コード３３Ｎ２３５５のプリプレグ）である。

電気絶縁層５２は、本明細書の導入部で説明されているような電気絶縁層である。電気絶縁層５２は、例えば規格で定められているＦＲ−４から成っている。電気絶縁層５２の下面６４は、プリプレグ５６と対向しており、上面６６は、プリプレグ６０と対向している。プリプレグ５６および６０は、それぞれ電気絶縁層５２の下面６４および上面６６を完全に覆っている。さらに、プリプレグ５６および６０は、それぞれ電気絶縁層５２の下面６４および上面６６に、直接に配置されている。すなわち、他の層の介在なしに密着している。

空洞２８は、電気絶縁層５２の上面６６から、その内部に向かって穿たれている。したがって、この空洞２８は、上面６６に開いている口部を有している。この口部には、空洞２８の外側垂直壁３２および内側垂直壁３３の上部で、それぞれ棚部７０および７２が形成されている。これらの棚部７０および７２の深さは、関係式（ｐ＝ｈ−ｅ−ｊ）によって与えられる。この関係式において、
・ ｐは、棚部７０および７２の深さであり、
・ ｈは、上面６６からの空洞２８の深さであり、
・ ｅは、磁性体リング１０の厚さであり、
・ ｊは、磁性体リング１０と空洞２８の上端３４（棚部７０および７２の下端）との間の垂直方向の間隙である。

深さｐおよびｈは、方向Ｚにおけるものである。

プリント基板６は、さらに、特にプリント基板のアセンブリ時のクリープ変形によって、プリプレグ６０が、磁性体リング１０上に達することを防止するための抗クリープ手段を構成しているカバー７６を備えている。この防止のために、この例においては、カバー７６は、垂直対称軸３０と一致する回転対称軸を有する環状リングの形状を有している。このカバー７６の内縁および外縁は、それぞれそれらが棚部７２および７０上に載るような寸法に定められている。したがって、プリント基板がアセンブルされたときに、このカバー７６は、磁性体リング１０を圧迫せず、したがって、磁性体リング１０になんらの機械的応力も及ぼさない。

カバー７６の厚さは、棚部７０および７２の深さｐ以下である。カバー７６の厚さは、例えば最大で、深さｐより１０％だけ小さい。したがって、プリント基板がアセンブルされたときに、カバー７６は、上面６６よりも上に突き出ることはない。

カバー７６は、剛性材料、すなわち２ＧＰａを超過し、好ましくは、１０ＧＰａまたは１００ＧＰａを超過するヤング率を有する材料を用いて製造されている。本明細書においては、ヤング率は、２０℃の温度における値として与えられる。カバー７６は、例えばＦＲ−４を用いて製造される。カバー７６は、例えば剛体板からの切り出しによって製造される。カバー７６は、非磁性体材料、すなわち静的な比透磁率が１である材料を用いて製造される。

図４は、図３のプリント基板を、アセンブルされた状態で示している。さらに、図４においては、導電トラック４４と導電トラック４６とを接続している垂直ビア４８が示されている。プリント基板がアセンブルされると、電気絶縁層５２、およびプリプレグ５６、および６０の重畳体が、プリント基板の電気絶縁層２６を構成する。

次に、プリント基板６の製造方法を、図５のフローチャートを参照して説明する。

ステップ８０において、電気絶縁層５２の機械加工により、電気絶縁層５２に空洞２８が形成される。

これと並行して、ステップ８２において、電気絶縁層５２の機械加工から独立して、磁性体リング１０が製造される。磁性体リング１０は、例えば磁性体材料のシートから切り出して製造される。

ステップ８０および８２と並行して、ステップ８４において、電気絶縁層５２および磁性体リング１０の製造から独立して、カバー７６も製造される。カバー７６は、例えば非磁性体材料の剛性ボードから切り出して製造される。

次に、ステップ８６において、磁性体リング１０が、空洞２８内に挿入される。

ステップ８８において、カバー７６が、空洞２８の棚部７０および７２上に配置される。

ステップ９０において、メタライズ層のアセンブリングが行われる。このアセンブリングのために、この実施形態においては、メタライズされたプリプレグ５０および５４が、それぞれ電気絶縁層５２の下面６４および上面６６に対向するように配置される。次に、プリプレグ５６および６０に熱硬化が生じるように、メタライズされたプリプレグ５０および５４は、１５０℃以上の温度に加熱され、同時に、方向Ｚに沿って重ねられた電気絶縁層５２、およびメタライズされたプリプレグ５０および５４に、１ＭＰａを超過する垂直圧力が印加される。このステップ９０において、プリプレグ５６および６０は、重合によって、最終的に、メタライズ層を備えて、電気絶縁層５２の下面６４および上面６６に接合された剛性物質に変換される。

ステップ９０において、プリプレグ６０は、クリープ変形する。しかしながら、カバー７６の作用によって、プリプレグ６０の、磁性体リング１０への到達と、それによる、磁性体リング１０の熱膨張方向と異なる熱膨張方向を有する混合物の形成が防止される。

ステップ９２において、導電トラック４４および４６が、それぞれメタライズ層２２および２４に作り出される。これらの導電トラックは、例えばメタライズ層のエッチングによって作り出される。

次いで、ステップ９４において、各導電トラックを電気的に接続して、励磁コイル１２を形成するためのビアが作り出される。ビアは、例えば導電トラック４４および４６、プリプレグ６０および５６、および電気絶縁層５２を貫通する貫通孔を穿設した後、そのようにしてできた貫通孔の内壁をメタライズすることによって作り出される。

スタック中に、さらなるメタライズ層（導電トラックおよびビア）を加えるために、ステップ９０、９２、および９４を繰り返すことができる。

図６は、プリント基板６の別の一実施形態を示しており、棚部７０および７２が省かれている。このような状態において、カバー７６に替えて、空洞２８の内部に収容されるようになっている寸法を有しているカバー１００が用いられている。この実施形態においては、カバー１００は、磁性体リング１０に物理的に接しているが、磁性体リング１０の熱膨張方向と異なる熱膨張方向を有する混合物を形成しない。

図７は、プリント基板６の別の一実施形態の分解組立図である。この実施形態は、電気絶縁層５２に替えて、電気絶縁層１０２が用いられており、カバー７６に替えて、カバー１０４が用いられていることを除いて、図３を参照して説明した実施形態と同一である。

電気絶縁層１０２は、空洞２８に囲まれている、電気絶縁層５２の中心部が、電気絶縁層１０２を垂直に貫いている孔に置き換えられていることを除いて、電気絶縁層５２と同一である。

カバー１０４は、電気絶縁層１０２の、孔になっている中心部に嵌まり込む部分が、カバー１０４に組み込まれているということを除いて、カバー７６と同一である。したがって、カバー１０４は、電気絶縁層１０２の孔に嵌まり込むようになっている中心部を有する円板の形状を呈している。

図８は、図７の実施形態を、アセンブルされた状態で示している。

図９は、図８のプリント基板の外側下面上および外側上面上に、別の、メタライズされたプリプレグ１１０および１１２がスタックされているプリント基板を示している。したがって、これは、２つのメタライズ層を加えることを可能にする例である。この例においては、追加のメタライズ層から、垂直ビア１１９を介して互いに電気的に接続される２つの導電トラック１１４および１１６が作り出され、例えば測定コイル１３のターンを形成するために用いられる。

図１０は、プリント基板の別の一実施形態を示している。この実施形態は、空洞２８の棚部が省かれているということを除いて、図７の実施形態と同じである。図１０において、電気絶縁層およびカバーには、それぞれ参照符号１２０および１２２を付してある。

図１１は、プリント基板６の別の一実施形態を示している。この実施形態は、いかなるメタライズされたプリプレグも用いずに、メタライズされた電気絶縁層を用いているということを除いて、図３を参照して説明した実施形態と同じである。より詳細には、メタライズされたプリプレグ５０および電気絶縁層５２に替えて、メタライズされた電気絶縁層１２４が用いられている。メタライズされた電気絶縁層１２４は、下面にメタライズ層２４が固着された電気絶縁層１２６を有している。メタライズされたプリプレグ５４に替えて、メタライズ層２２と電気絶縁層１３２とから成る、メタライズされた電気絶縁層１３０が用いられている。メタライズされた電気絶縁層１３０と１２４とは、電気絶縁層１２６の上面全体を覆っているプリプレグ１３４を介して、互いにアセンブルされている。

プリント基板６のこの実施形態の製造方法は、ステップ９０において、メタライズされた電気絶縁層１２４と１３０との一体化のために、それらの間にプリプレグ１３４が挿入されるということを除いて、図５を参照して説明した実施形態の製造方法と同じである。

図１２は、プリント基板６の別の一実施形態を示している。この実施形態は、カバー７６に替えてカバー１４０が用いられていることを除いて、図６を参照して説明した実施形態と同じである。カバー１４０は、軟質材料、すなわち０．１ＧＰａ未満のヤング率を有する材料を用いて作られている。

この実施形態においては、磁性体リング１０上へのカバーの挿入は、空洞２８内で磁性体リング１０上に軟質材料を流し込むことによって行われる。軟質材料が流し込まれるとき、この軟質材料の粘度は、軟質材料が、磁性体リング１０にいかなる機械的応力も及ぼさずに、間隙ｉおよびｊを完全に満たすことができるほどに十分に低い。通常、カバー１４０を形成するために用いられる材料は、非熱硬化性の軟質樹脂である。さらに、選ばれる軟質樹脂は、プリント基板の製造温度に耐えることができなければならない。この軟質樹脂は、例えばシリコーンである。したがって、カバー１４０のこの材料の剛性は、磁性体リング１０にいかなる機械的応力も及ぼすことがないほどに、また温度変化に応答して磁性体リング１０の変形をもたらす可能性が高い、磁性体リング１０の熱膨張方向と異なる熱膨張方向を有する混合物を形成しないほどに十分に低い。カバー１４０が空洞２８内に流し込まれてしまうと、その後の製造ステップは、図５を参照して説明した製造ステップと同じである。

図１３は、カバー１００が省かれているということを除いて、図６のプリント基板と同じプリント基板６の実施形態を示している。メタライズされたプリプレグ５４に替えて、メタライズされたプリプレグ１５０が用いられている。メタライズされたプリプレグ１５０は、プリプレグ６０に替えてプリプレグ１５２が用いられているということを除いて、メタライズされたプリプレグ５４と同じである。プリプレグ１５２は、同一の条件で測定したときに、プリプレグ６０の粘度の少なくとも１０倍、好ましくは２０倍を超過する、ガラス転移温度における粘度を有している。プリプレグ１５２は、例えばメーカの仕様に応じた上昇率でプリプレグの温度を上昇させていくときに、ガラス転移温度において１００００パスカル秒を超過し、好ましくは２００００パスカル秒を超過する粘度を有する熱硬化性樹脂だけから成っている。温度の上昇率は、例えば５℃／分である。プリプレグの粘度は、「ミル」またはミリメートルを測定単位にして測定することもできる。この測定のためには、１インチ（０．０３メートル）の直径の孔が、プリプレグに穿たれる。次に、電気絶縁層９８が、上述のステップ９０において適用されている条件と同じ条件で、このプリプレグにアセンブルされる。このアセンブリ時に、プリプレグはクリープ変形し、孔の直径は減少する。アセンブリ前の孔の直径と、アセンブリ後の孔の平均直径との間の差が、プリプレグの粘度の測定値をなす。この差は、「ミル」（２．５４×１０^−５メートル）、またはミリメートルを単位として表わされる。この方法によって測定される、プリプレグ１５２の粘度は、通常、３．５ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満または１．５ｍｍ未満である。プリプレグ１５２は、例えばアーロン社によって販売されている、参照コード３７Ｎの製品群から選択される１つのプリプレグである。プリプレグ１５２は、例えば参照コード３７Ｎ０６６６を付けられているプリプレグである。

このようなプリプレグは、「ノーフロープリプレグ」という名称で知られている。プリプレグ１５２は、抗クリープ手段を構成している。実際、アセンブリ時においても、プリプレグ１５２の粘度が非常に高ければ、プリプレグ１５２は、カバーがない状態においても、磁性体リング１０まで達することはできない。

この実施形態の製造方法は、カバーの製造、およびこのカバーの載置が不必要であるということを除いて、図５を参照して説明した製造方法と同じである。

図１４は、プリプレグ１３４に替えてプリプレグ１６０が用いられているということを除いて、図１１を参照して説明したプリント基板と同じプリント基板６の実施形態を示している。プリプレグ１６０は、例えばプリプレグ１５２と同様のノーフロープリプレグである。このような条件の下では、アセンブリ時に、このプリプレグ１６０の高い粘度が維持されるために、このプリプレグ１６０は、磁性体リング１０まで達しないから、カバー７６を省くことができる。

図１５の実施形態は、カバー７６および棚部が省かれているということ、およびプリプレグ１３４に替えてプリプレグ１７０が用いられているということを除いて、図１１の実施形態と同じである。プリプレグ１７０は、図１６に、より詳細に示されている。プリプレグ１７０は、アセンブリ時に、空洞２８の口部に対向しているように形成されている開口を有していることを除いて、プリプレグ１３４と同じである。この例においては、プリプレグ１７０は、例えば垂直対称軸３０を中心とするリングの一部分の形状を各々に有している、４つの開口１７２〜１７５を備えている。

これらの開口１７２〜１７５の各々の横方向の幅は、メタライズされた電気絶縁層１２４の上面６６における、空洞２８の口部の横方向幅にオフセットマージンを加えた大きさに等しい。オフセットマージンの大きさは、アセンブリ時に、プリプレグ１７０が空洞２８の口部の縁まで広がらないように定められる。したがって、アセンブリ前には、開口１７２〜１７５の端は、空洞２８の口部の縁に対して、半径方向に距離Ｒだけずれている。距離Ｒの大きさは、アセンブリ時に、プリプレグ１７０が磁性体リング１０まで達することができないように、例えば試行錯誤によって定められる。距離Ｒは、例えば１００μｍ以上であり、２００μｍ以上または３００μｍ以上または１ｍｍ以上であることが好ましい。したがって、これらの開口１７２〜１７５は、抗クリープ手段を構成している。

プリプレグ１７０は、さらに、プリプレグ１７０の中心部１８４と、プリプレグ１７０の周辺部１８６とを物理的に接続するために、垂直対称軸３０のまわりに一様な間隔で分配されている複数のブリッジ部１７８〜１８１を有している。これらのブリッジ部１７８〜１８１の幅は、それらの総表面積が、磁性体リング１０の上面の表面積の２０％未満、好ましくは１０％未満、または５％未満であるように定められる。

このような状態においては、これらのブリッジ部が、アセンブリ時に、磁性体リング１０に達するほどにクリープ変形したとしても、それを被る、磁性体リング１０の表面積は非常に小さく、電流センサ２の正常な動作を著しく乱すような機械的応力が生み出されることはない。

図１７は、プリント基板６の代わりに用いることができるプリント基板１７８を示している。このプリント基板１７８は、磁性体リング１０に替えて、２つの磁性体バー１８０および１８２が用いられているということを除いて、プリント基板６と同じである。したがって、プリント基板１７８は、上述のような抗クリープ手段を備えている。これらの磁性体バーは、平行六面体の形状を呈しており、Ｙ方向に沿って、互いに平行に配置されている。理解を容易にするために、図１７においては、磁性体バー１８０および１８２は、プリント基板１７８から突き出ているように示されているが、実際には、それらの磁性体バーは、プリント基板１７８の内部に完全に収容されている。磁性体バー１８０および１８２の厚さおよび幅は、例えば磁性体リング１０の厚さおよび幅に等しい。磁性体バー１８０および１８２の、Ｙ方向に沿う長さは、通常、５〜６０ｍｍの範囲にある。磁性体バー１８０および１８２の各々を、励磁コイルおよび測定コイルが囲んでいる。これらの励磁コイルおよび測定コイルは、前述のプリント基板６の場合と同様に形成される。図１７において、励磁コイルの上側導電トラックおよび下側導電トラックに、それぞれ参照符号１８４および１８６を付している。図の単純化のために、測定コイルおよび電子処理ユニット１８は示していない。

プリント基板１７８を用いて製造される電流センサの動作は、電流センサ２の動作と同様である。しかしながら、磁性体リングではなく磁性体バーを用いているために、この電流センサは、占有面積を小さく保ちながら、より高強度の電流を測定することができる。

図１８は、プリント基板１７８の製造方法を説明するフローチャートである。

この製造方法は、磁性体リング１０に替えて２つの磁性体バーが用いられるということ、およびアセンブリ時に仮ブロックが用いられるということを除いて、図５を参照して説明した製造方法と同じである。

より詳細には、ステップ８４に替えて、磁性体バー１８０および１８２の寸法以上であり、かつ磁性体バー１８０および１８２が収容される空洞２８の寸法未満である寸法を有する２つの仮ブロック１９１（図１９）を製造するステップ１９０が用いられる。

ステップ８６に替えて、磁性体バー１８０、１８２の代わりに、仮ブロックが１つずつ各空洞に挿入されるステップ１９２が用いられる。

次に、ステップ９０、９２、および９４が実行される。３つ以上のメタライズ層をスタックするために、これらのステップ９０、９２、および９４を繰り返すことができる。

ステップ９４が完了すると、ステップ１９６において、仮ブロック１９１が、磁心となる磁性体バー１８０および１８２に交換される。この交換のために、プリント基板１７８の一端が切断されて、仮ブロック１９１が収容されている各空洞の一端が外部に向かって開放される。この状態が、図１９に示されている。次に、各仮ブロック１９１が、各空洞の開放された端から引き出される。この状態が、図２０に示されている。次いで、磁性体バー１８０および１８２が、磁心として、各空洞の開放された端から、各空洞内に挿入される（図２１）。

図１９〜図２１は、図１６を参照して説明したような抗クリープ手段を備える特定の一例を示している。すなわち、この例においては、抗クリープ手段は、くり抜きプリプレグ１９８である。このくり抜きプリプレグ１９８には、磁心を構成している磁性体バー１８０および１８２に達することのないように、各空洞に対向する開口が形成されている。

図２２は、磁界センサ２００を示している。磁界センサ２００は、精密な磁界センサである、すなわちノイズのパワースペクトル密度の二乗平均平方根（頭字語ＲＭＳ ＰＳＤとも呼ばれる）が、１ｎＴ／√（Ｈｚ）未満または１００ｐＴ／√（Ｈｚ）未満であり、ある種の構成においては１０ｐＴ√（Ｈｚ）未満である磁界センサである。

この例においては、磁界センサ２００は、「フラックスゲート」センサとして広く知られている磁界センサである。このような磁界センサの動作はよく知られており、したがって、本明細書においては詳細に説明しない。フラックスゲートセンサの動作に関する説明としては、例えば特許文献７を参照されたい。

以下において、磁界センサ２００の、本発明についての理解に必要な要素だけを説明する。

この例においては、磁界センサ２００は、連続磁界すなわち静磁界を測定するために用いられる。この連続磁界は、例えば地球磁界である。

磁界センサ２００は、外部磁界Ｔの方向を、さらに、必要に応じて、その強度を測定することができる。より具体的には、磁界センサ２は、外部磁界Ｔの、同一直線上にない３つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚへの投影にそれぞれ一致する外部磁界成分Ｔ_Ｘ、Ｔ_Ｙ、Ｔ_Ｚを測定する。この例においては、方向Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交している。方向Ｚは垂直方向であり、方向ＸおよびＹは、水平な平面を定めている。

磁界センサ２００は、多層プリント基板２０４を備えている。多層プリント基板２０４は、通常、５層を超えるメタライズ層、好ましくは１０層を超えるメタライズ層を有している。この例においては、多層プリント基板２０４は、１０層のメタライズ層を有している。メタライズ層は、方向Ｚに沿って、上下にスタックされている。方向Ｚにおける最も上のメタライズ層は、多層プリント基板２０４の上面と一致し、一方、最も下のメタライズ層は、多層プリント基板２０４の下面と一致している。

多層プリント基板２０４は、水平な環状の空洞内に収容された磁性体リング２０６を有している。磁性体リング２０６は、多層プリント基板２０４の上面と下面との間に位置している。この多層プリント基板２０４は、プリント基板６の場合に対して前述したようにして製造される。したがって、多層プリント基板２０４は、特に、前述の抗クリープ手段の１つを備えている。次に、プリント基板６に対する、多層プリント基板２０４の主な相違点のみを特に説明する。

磁性体リング２０６は、方向Ｘに平行に２つの磁性体バー２０８および２０９、方向Ｙに平行に２つの磁性体バー２１１および２１２を有している。これらの磁性体バーの端部は、磁性材料から成るコーナー部によって互いに連結されており、全体として、磁性体リング２０６を形成している。

磁性体リング２０６を飽和磁化させるための、４つの励磁コイル２１４〜２１７が、多層プリント基板２０４内に形成されている。これらの励磁コイルは、励磁周波数ｆ_Ｈで、励磁電流ｉ_０Ｈを流される。励磁周波数は、通常、３００Ｈｚを超過するが、１０ｋＨｚを超過することが好ましい。図２２の場合には、励磁コイル２１４〜２１７は、それぞれ磁性体バー２１１、２０８、２１２、２０９を囲んでいる。

励磁コイル２１４〜２１７に励磁電流ｉ_０Ｈが流されたときに、一方の向きに、励磁磁界Ｂ_ｅｘＨが発生するように、励磁コイル２１４〜２１７は、互いに直列に接続されている。各励磁コイル２１４〜２１７は、磁性体リング２０６の上側および下側にそれぞれ１層ずつ位置している、多層プリント基板２０４の２層のメタライズ層に形成されている導電トラックを主要な構成要素としている。導電トラックの端部は、垂直ビアによって互いに連結されている。これによって、磁性体リング２０６の上側と下側とに位置しているメタライズ層が連続的に結合されて、励磁コイル２１４〜２１７の各々の各ターンが形成されている。

多層プリント基板２０４は、さらに、磁性体バー２１１、２０８、２１２、２０９の内部の磁界を測定するために、それらの磁性体バーを、それぞれ１つずつ囲んでいる４つの測定コイル２２０〜２２３を有している。これらの測定コイル２２０〜２２３の各々による磁界の測定値を、それぞれＭ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、Ｍ_４とする。これらの測定値は、次の関係式によって与えられる。
・ Ｍ_１＝Ｔ_Ｙ−Ｂ_ｅｘＨ
・ Ｍ_２＝Ｔ_Ｘ＋Ｂ_ｅｘＨ
・ Ｍ_３＝Ｔ_Ｙ＋Ｂ_ｅｘＨ
・ Ｍ_４＝Ｔ_Ｘ−Ｂ_ｅｘＨ

これらの関係式は、次の条件の下におけるものである。すなわち、励磁磁界Ｂ_ｅｘは、反時計回りの向きに回っており、外部磁界成分Ｔ_ＸおよびＴ_Ｙは、それぞれ方向ＸおよびＹと同じ方向に向いている。

測定コイル２２０〜２２３は、それぞれ励磁コイル２１４〜２１７を囲んでいる。これらの測定コイル２２０〜２２３は、励磁コイル２１４〜２１７の導電トラックを形成するために用いられているメタライズ層の上側および下側に位置しているメタライズ層に形成されている導電トラックを、主な構成要素としている。

この実施形態においては、さらに、４つの補償コイル２２６〜２２９が、それぞれ測定コイル２２０〜２２３を囲んでいる。補償コイル２２６〜２２９は、それぞれ磁性体バー２１１、２０８、２１２、２０９内の磁界を打ち消すことができる。このような状態においては、外部磁界成分Ｔ_ＸおよびＴ_Ｙの測定値は、補償コイル２２６〜２２９に流れる補償電流ｉ_ｃＨの強度から演繹される。

補償コイル２２６〜２２９は、測定コイルの導電トラックを形成するために用いられているメタライズ層の上側および下側に位置しているメタライズ層に形成されている導電トラックを主な構成要素としている。

この例においては、測定は、ゼロ磁界状態においてなされるから、方向ＸとＹとに沿って測定される測定値間に生じる磁気結合は、ゼロ磁界状態とせずに、同一の磁性体リング２０６を、方向ＸとＹとに沿って囲んでいる２つの測定コイルを用いて測定を行う場合に比して減少する。

多層プリント基板２０４は、さらに、外部磁界成分Ｔ_Ｚを測定するための垂直コイルを有している。用語「垂直コイル」は、垂直軸を囲んで、垂直軸に沿って延在しているコイルを意味している。

より具体的には、それぞれ垂直軸２３４および２３６に沿って、多層プリント基板２０４を貫通している２つの孔２３０および２３２が、多層プリント基板２０４に穿たれている。これらの孔２３０および２３２は、垂直磁性体リングの２つのアームの一方および他方をそれぞれ受容するためのものである。単純化するために、この垂直磁性体リングは、図２２には示されていない。

これらの孔２３０および２３２の周囲に、多層プリント基板２０４は、それぞれ垂直励磁コイル２３８および２３９を有している。これらの垂直励磁コイルは、励磁周波数ｆ_ｅｘｖの励磁電流ｉ_ｅｘｖを流されたときに、垂直磁性体リングを飽和磁化させることができる励磁磁界Ｂ_ｅｘｖを発生させる。励磁電流ｉ_ｅｘｖおよび励磁周波数ｆ_ｅｘｖは、例えばそれぞれ励磁電流ｉ_ｅｘＨおよび励磁周波数ｆ_ｅｘＨと等しくされる。

垂直測定コイル２４０が、２つの孔２３０および２３２を囲んでいる。この垂直測定コイル２４０は、垂直磁性体リング内の磁界を測定するためのものである。

さらに、垂直補償コイル２４２が、多層プリント基板２０４内に形成されている。垂直補償コイル２４２は、孔２３０および２３２を囲んでいる。上述の補償コイル２２６〜２２９と同様に、垂直補償コイル２４２は、それに補償電流ｉ_ｃｖが流されたときに、垂直磁性体リング内の磁界を打ち消す機能を有している。

垂直励磁コイル２３８および２３９、垂直測定コイル２４０、垂直補償コイル２４２は、多層プリント基板２０４の各メタライズ層に形成されている各１つの導電トラックによって構成されている。各コイルに属する導電トラック同士が、垂直ビアによって互いに結合されて、各コイルのターンを形成している。

最後に、磁界センサ２００は、励磁コイルおよび補償コイル、垂直励磁コイルおよび垂直補償コイルへの電流供給を制御するように、また外部磁界Ｔの測定値を得るために、測定コイルおよび垂直測定コイルからの信号を処理するように適合化されている電子処理ユニット２５０を備えている。通常、外部磁界Ｔの各外部磁界成分の測定値は、測定コイルまたは垂直測定コイルによって測定される磁界のうちの、励磁周波数の高調波である周波数を有する磁界の振幅から得られる。

他の多くの実施形態が可能である。例えば電気絶縁層を、別様に作り出すことができる。例えば電気絶縁層を、ＦＲ−５、Ｇ１０、またはＧ１１などの規格に合わせることができる。

ビアを、金属リベットで作ることもできる。

メタライズ層のエッチング以外の技術を用いて、導電トラックを作り出すことができる。例えば電気絶縁層の上に、導電トラックを被着させることもできる。この技術においては、メタライズ層は、内部に導電トラックが被着している層（導電トラックが存在している層）である。

図７の実施形態において、電気絶縁層１０２の孔は、貫通孔でない場合がある。

本明細書において説明されている抗クリープ手段の各実施形態を、互いに組み合わせることができる。

仮ブロックを、いかなる抗クリープ手段を用いるかに関係なく、適用することができる。

図１８のフローチャートは、ステップ１９６がステップ９４の後に行われる、１つの特定の製造方法について説明したものである。しかしながら、ステップ１９６を、ステップ９０、９２、９４のうちのいずれか１つの後に行うこともできる。

単一のコイルで、測定コイルと励磁コイルとの機能の両方を果たすことができる。測定が励磁周波数の高調波周波数においてなされるという事実によって、これが可能になる。この場合には、励磁コイル１２および測定コイル１３に替えて、例えば単一のコイルが用いられる。単一のコイルで、測定コイルと補償コイルとの機能の両方を果たすこともできる。

特許文献７において、図６を参照して説明されているように、励磁コイルのターンと測定コイルのターンとを交互に配置することができる。

一変形例として、２つの磁性体リング、およびそれらと組み合わされる測定コイル、および励磁コイルを同一のプリント基板内に作ることができる。この場合には、互いに独立に作られた２つのプリント基板を重ね合わせる必要はない。

最後に、単純化された一実施形態において、磁性体リング１５、励磁コイル１６、および測定コイル１７を省くことができる。この場合には、電子処理ユニット１８は、測定コイル１３から伝達される測定データ中に存在する励磁磁界成分を打ち消すようにプログラムされる。

磁性体リング１０は、導線３によって発生する磁束を最大限に捕捉するように構成される。例えば導線３に替えて、矩形断面の導電バーが用いられる場合には、磁性体リング１０に替えて、矩形リングを用いるほうが有利である。

孔２３０、２３２に収容される垂直磁性体リングを、「Ｕ」字形状の２つの磁性体部品を互いに逆向きに組み合わせることによって、または線状または帯状の磁性体を孔２３０と２３２との両方を通るように巻くことによって形成することができる。後者の場合には、線状または帯状の磁性体は、孔２３０および２３２を通る１つ以上のターンを形成することが好ましい。磁性体リングに替えて、垂直で互いに平行な２つの磁性体バーを用いることもできる。

図２２の実施形態において、いくつかの多層プリント基板を重ね合わせることによって、磁性体リングの（長さ／幅）比、および磁界センサのターン数を増やすことができる。

一変形例として、導線３を、プリント基板にしっかりと取り付けられている剛性部分を用いて形成することができる。通常、導線３のこの剛性部分は、プリント基板中に作られている垂直の導電トラックである。この垂直の導電トラックは、例えば孔５のメタライゼーションによって作られる。次に、電流の強度の測定を可能にするために、導線３の柔軟性のある部分が、この導電トラックに接続される。

２ 電流センサ
３ 導線
４ 重畳体
５、２３０、２３２ 孔
６、７ プリント基板
１０、１５、２０６ 磁性体リング
１２、１６、２１４〜２１７ 励磁コイル
１３、１７、２２０〜２２３ 測定コイル
１８、２５０ 電子処理ユニット
１９ 電流源
２０ スタック
２２、２４ メタライズ層
２６、５２、９８、１０２、１２０、１２６、１３２ 電気絶縁層
２８ 空洞
３０ 垂直対称軸
３２ 外側垂直壁
３３ 内側垂直壁
３４ 上端
３６ 下端
４０、６６ 上面
４４、４６、１１４、１１６ 導電トラック
４８、１１９ 垂直ビア
５０、５４、１１０、１１２、１５０ メタライズされたプリプレグ
５６、６０、１３４、１５２、１６０、１７０ プリプレグ
６４ 下面
７０、７２ 棚部
７６、１００、１０４、１２２、１４０ カバー
１２４、１３０ メタライズされた電気絶縁層
１７２〜１７５ 開口
１７８ ブリッジ部、プリント基板
１７９、１８１ ブリッジ部
１８０ ブリッジ部、磁性体バー
１８２ 磁性体バー
１８４ 中心部、上側導電トラック
１８６ 周辺部、下側導電トラック
１９１ 仮ブロック
１９８ くり抜きプリプレグ
２００ 磁界センサ
２０４ 多層プリント基板
２０８、２０９、２１１、２１２ 磁性体バー
２２６〜２２９ 補償コイル
２３４、２３６ 垂直軸
２３８、２３９ 垂直励磁コイル
２４０ 垂直測定コイル
２４２ 垂直補償コイル

Claims (6)

1. − プリント基板（６、７）であって、
   ・ 電気絶縁層によって互いに物理的に分離された複数のメタライズ層の、垂直方向におけるスタック、
   ・ 磁心、および
   ・ 前記磁心だけを囲んでいるターンを有し、測定コイルおよび励磁コイルの機能を果たす１つ以上の第１のコイル（１２、１３）を有しているプリント基板（６、７）と、
   − 前記磁心を周期的に飽和磁化させる強度の電流を、前記第１のコイルのうちの励磁コイルの機能を果たすコイルに流すようになっている励磁電流源（１９）とを備えている、導線中の電流を検出するための電流センサであって、
   − 前記プリント基板は、前記導線を受容するために、垂直軸に沿って、前記プリント基板を貫通している孔（５）を有しており、
   − 前記磁心は、前記孔（５）を囲んでおり、かつ前記複数のメタライズ層の間に水平に延在している第１の磁性体リング（１０）の形態を呈しており、
   − 前記第１のコイルの各々の各ターンは、前記第１の磁性体リングの上方および下方に位置している各１つのメタライズ層に１つずつ形成されている２つの導電トラック（４４、４６）を主構成要素としており、これら２つの導電トラック（４４、４６）は、前記電気絶縁層を貫通し、前記第１の磁性体リングの内側を通っている貫通電極（４８）によって互いに電気的に接続されていることを特徴とする電流センサ。
2. − 電気絶縁層によって互いに物理的に分離された複数のメタライズ層の、垂直方向におけるスタックと、
   − 磁心と、
   − 前記磁心だけを囲んでいるターンを有しており、測定コイルおよび励磁コイルの機能を果たす１つ以上の第１のコイル（１２、１３）とを備えている、請求項１に記載の電流センサを製造するためのプリント基板であって、
   − 前記プリント基板は、前記導線を受容するために、垂直軸に沿って、前記プリント基板を貫通している孔（５）を有しており、
   − 前記磁心は、前記孔（５）を囲んでおり、かつ前記複数のメタライズ層の間に水平に延在している第１の磁性体リング（１０）の形態を呈しており、
   − 前記第１のコイルの各々の各ターンは、前記第１の磁性体リングの上方および下方に位置している各１つのメタライズ層に１つずつ形成されている２つの導電トラック（４４、４６）を主構成要素としており、これら２つの導電トラック（４４、４６）は、前記電気絶縁層を貫通し、前記第１の磁性体リングの内側を通っている貫通電極（４８）によって互いに電気的に接続されていることを特徴とするプリント基板。
3. − 前記プリント基板は、前記第１の磁性体リングを収容している環状の空洞（２８）を有し、
   − 前記空洞の各壁面と、該各壁面に対向する、前記第１の磁性体リングの各面との間に遊びが生じるように、前記第１の磁性体リングの横方向の寸法、すなわち水平の平面内の寸法は、前記空洞の対応する横方向の寸法より、少なくとも５μｍ短い、請求項１に記載の電流センサまたは請求項２に記載のプリント基板。
4. 前記電流センサまたは前記プリント基板は、
   − 同一の孔を囲んでおり、かつ前記複数のメタライズ層の間に水平に延在している少なくとも１つの第２の磁性体リング（１５）と、
   − 前記第２の磁性体リングだけを囲んでいるターンを有しており、測定コイルおよび励磁コイルの機能を果たす１つ以上の第２のコイル（１６、１７）であって、この第２のコイルの各ターンは、前記第２の磁性体リングの上方および下方に位置している各１つのメタライズ層に１つずつ形成されている２つの導電トラックを主構成要素としており、これら２つの導電トラックは、前記電気絶縁層を貫通し、前記第２の磁性体リングの内側を通っている貫通電極によって互いに電気的に接続されている１つ以上の第２のコイル（１６、１７）とを備えており、
   前記第１のコイルと第２のコイルとのうちの測定コイルの機能を果たすコイル（１３、１７）同士は、これらのコイル（１３、１７）に生じる電流への、励磁磁界の寄与を少なくするように、互いに直列に接続されている、請求項１に記載の電流センサまたは請求項２に記載のプリント基板。
5. 前記第１および第２のコイルのうちの励磁コイルの機能を果たすコイル（１２、１６）は、同一の励磁電流を供給されたときに、それぞれ前記第１および第２の磁性体リング（１０、１５）の内部に、同一の強度の励磁磁界を発生させるように構成されており、前記第１および第２のコイルのうちの測定コイルの機能を果たすコイル（１３、１７）は、励磁磁界が存在していないときに、それぞれ前記第１および第２の磁性体リング（１０、１５）内の磁界として、同一の磁界が測定されるように構成されている、請求項４に記載の電流センサまたはプリント基板。
6. − 前記第１および第２のコイルのうちの励磁コイルの機能を果たすコイル（１２、１６）は、それぞれ前記第１および第２の磁性体リングを囲んでいるということを除いて互いに同一であり、
   − 前記第１および第２のコイルのうちの測定コイルの機能を果たすコイル（１３、１７）は、それぞれ前記第１および第２の磁性体リングを囲んでいるということを除いて互いに同一である、請求項５に記載の電流センサまたはプリント基板。

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