JP2015210158A - Current sensor - Google Patents

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晶寛 半田
Akihiro Handa
晶寛 半田
江介 野村
Kosuke Nomura
江介 野村
亮輔 酒井
Ryosuke Sakai
亮輔 酒井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor that can suppress reduction in detection accuracy.SOLUTION: A shielding member 60 having a ground potential is arranged between a first wire 51 electrically connecting a sensor chip 30 and a circuit chip 40 together and a detected-current path 90. In this arrangement, the first wire 51 and the detected-current path 90 are electrically isolated from each other, and a parasitic capacitance is not therefore formed between the first wire 51 and the detected-current path 90, which leads to reduction in the detection accuracy.

Description

本発明は、被検出電流経路に搭載されて当該被検出電流経路に流れる電流を検出する電流センサに関するものである。   The present invention relates to a current sensor that is mounted on a detected current path and detects a current flowing through the detected current path.

従来より、例えば、特許文献1には、磁界に応じたセンサ信号を出力するセンサチップおよびセンサ信号に対して所定の処理を行う回路チップが基板に搭載され、センサチップと回路チップとがワイヤを介して電気的に接続された電流センサが提案されている。そして、この電流センサは、被検出電流経路としてのバスバー上に配置されて用いられる。   Conventionally, for example, in Patent Document 1, a sensor chip that outputs a sensor signal corresponding to a magnetic field and a circuit chip that performs a predetermined process on the sensor signal are mounted on a substrate, and the sensor chip and the circuit chip are wired. There has been proposed a current sensor that is electrically connected via a via. And this current sensor is arrange | positioned and used on the bus-bar as a to-be-detected electric current path | route.

このような電流センサでは、バスバーに流れる電流に応じて生成される電流磁界がセンサチップに印加される。そして、センサチップからセンサ信号がワイヤを介して回路チップに入力され、回路チップでセンサ信号に対して所定の処理が行われる。   In such a current sensor, a current magnetic field generated according to the current flowing through the bus bar is applied to the sensor chip. A sensor signal is input from the sensor chip to the circuit chip via a wire, and a predetermined process is performed on the sensor signal by the circuit chip.

特開2013−64663号公報JP 2013-64663 A

しかしながら、上記電流センサは、バスバー上に配置されると、センサチップと回路チップとを電気的に接続するワイヤとバスバーとの間に寄生容量が構成される。このため、この寄生容量がノイズとなり、検出精度が低下するという問題がある。   However, when the current sensor is disposed on the bus bar, a parasitic capacitance is formed between the wire and the bus bar that electrically connect the sensor chip and the circuit chip. For this reason, there is a problem that this parasitic capacitance becomes noise and the detection accuracy is lowered.

本発明は上記点に鑑みて、検出精度が低下することを抑制できる電流センサを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the current sensor which can suppress that detection accuracy falls in view of the said point.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、磁界に応じたセンサ信号を出力するセンサチップ(30)と、センサ信号に対して所定の処理を行う回路チップ(40)と、センサチップと回路チップとを電気的に接続する第1ワイヤ(51)と、センサチップおよび回路チップを搭載する基板(10)とを備え、被検出電流経路(90)に搭載されて当該被検出電流経路に流れる電流を検出する電流センサにおいて、第1ワイヤと被検出電流経路との間には、グランド電位とされた遮蔽部材(60)が配置されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a sensor chip (30) that outputs a sensor signal corresponding to a magnetic field, a circuit chip (40) that performs predetermined processing on the sensor signal, and a sensor A first wire (51) for electrically connecting the chip and the circuit chip and a substrate (10) for mounting the sensor chip and the circuit chip are mounted on the detected current path (90) and the detected current The current sensor for detecting the current flowing through the path is characterized in that a shielding member (60) having a ground potential is disposed between the first wire and the detected current path.

これによれば、第1ワイヤと被検出電流経路との間にはグランド電位とされた遮蔽部材が配置され、第1ワイヤと被検出電流経路とが電位的に分断される。このため、第1ワイヤと被検出電流経路との間に寄生容量が構成されず、検出精度が低下することを抑制できる。   According to this, a shielding member having a ground potential is arranged between the first wire and the detected current path, and the first wire and the detected current path are separated in terms of potential. For this reason, a parasitic capacitance is not comprised between a 1st wire and a to-be-detected electric current path | route, and it can suppress that detection accuracy falls.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態における電流センサをバスバーに取り付けたときの断面図である。It is sectional drawing when the current sensor in 1st Embodiment of this invention is attached to a bus-bar. 本発明の他の実施形態における電流センサをバスバーに取り付けたときの断面図である。It is sectional drawing when the current sensor in other embodiment of this invention is attached to a bus-bar. 本発明の他の実施形態における電流センサをバスバーに取り付けたときの断面図である。It is sectional drawing when the current sensor in other embodiment of this invention is attached to a bus-bar.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の電流センサは、車載バッテリ等に接続される被検出電流経路としてのバスバーに取り付けられ、バスバーに流れる電流を検出するのに用いられる。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the current sensor of the present embodiment is attached to a bus bar as a detected current path connected to a vehicle-mounted battery or the like, and is used to detect a current flowing through the bus bar.

図1に示されるように、電流センサは、一面10aおよび他面10bを有する基板10を備えている。本実施形態では、基板10は、セラミック層が積層された配線基板とされており、スルーホール11aに電極11bが埋め込まれたスルーホール電極11や、図示しない表層配線および内層配線等を有している。   As shown in FIG. 1, the current sensor includes a substrate 10 having one surface 10a and another surface 10b. In the present embodiment, the substrate 10 is a wiring substrate in which ceramic layers are laminated, and includes a through-hole electrode 11 in which an electrode 11b is embedded in a through-hole 11a, a surface layer wiring and an inner layer wiring (not shown), and the like. Yes.

そして、この基板10の一面10a上に、バイアス磁石20、センサチップ30、回路チップ40が搭載されている。   A bias magnet 20, a sensor chip 30, and a circuit chip 40 are mounted on one surface 10 a of the substrate 10.

バイアス磁石20は、センサチップ30にバイアス磁界を印加するものである。   The bias magnet 20 applies a bias magnetic field to the sensor chip 30.

センサチップ30は、バイアス磁石20上に搭載されており、印加された磁界に応じたセンサ信号を出力する。本実施形態では、センサチップ30として、磁界に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子がブリッジ回路を構成するように形成された周知のものが用いられる。   The sensor chip 30 is mounted on the bias magnet 20 and outputs a sensor signal corresponding to the applied magnetic field. In the present embodiment, as the sensor chip 30, a known chip in which a magnetoresistive element whose resistance value changes according to a magnetic field is formed to constitute a bridge circuit is used.

回路チップ40は、センサチップ30を駆動する駆動回路やセンサ信号に対して所定の処理を行う処理回路等の各種の回路素子を有するものである。そして、センサチップ30と第1ワイヤ51を介して電気的に接続されていると共に、電極11b(基板10)と第2ワイヤ52を介して電気的に接続されている。   The circuit chip 40 includes various circuit elements such as a drive circuit that drives the sensor chip 30 and a processing circuit that performs predetermined processing on the sensor signal. The sensor chip 30 and the first wire 51 are electrically connected, and the electrode 11 b (substrate 10) and the second wire 52 are electrically connected.

基板10の他面10bには、遮蔽部材60が配置されている。遮蔽部材60は、金属等で構成され、電極11b(基板10)および第2ワイヤ52を介して回路チップ40と電気的に接続されることにより、グランド電位に維持されている。本実施形態では、この遮蔽部材60は、第1、第2ワイヤ51、52および後述する第3ワイヤ53と対向するように、基板10の他面10bに配置されている。   A shielding member 60 is disposed on the other surface 10 b of the substrate 10. The shielding member 60 is made of metal or the like, and is maintained at the ground potential by being electrically connected to the circuit chip 40 via the electrode 11b (substrate 10) and the second wire 52. In the present embodiment, the shielding member 60 is disposed on the other surface 10b of the substrate 10 so as to face the first and second wires 51 and 52 and a third wire 53 described later.

また、電流センサは、回路チップ40と第3ワイヤ53を介して電気的に接続され、回路チップ40と外部回路とを電気的に接続するリード70を備えている。そして、リード70のうちの基板10側と反対側の部分(アウターリード部)が露出するように、各部材10〜60がモールド樹脂80に封止され、モールドIC化されている。   The current sensor includes a lead 70 that is electrically connected to the circuit chip 40 via the third wire 53 and electrically connects the circuit chip 40 and an external circuit. And each member 10-60 is sealed by the mold resin 80 so that the part (outer lead part) on the opposite side to the board | substrate 10 side of the lead | read | reed 70 may be exposed, and it is mold IC.

以上が本実施形態における電流センサの構成である。そして、このような電流センサは、図1に示されるように、本発明の被検出電流経路に相当するバスバー90に搭載されて用いられる。具体的には、電流センサは、バスバー90に流れる電流方向(図1中紙面左右方向)とバイアス磁石20で生成されるバイアス磁界とが平行となるように、バスバー90に搭載される。言い換えると、電流センサは、バスバー90に流れる被検出電流によって生成される電流磁界とバイアス磁石20で生成されるバイアス磁界とが垂直となるように、バスバー90に搭載される。   The above is the configuration of the current sensor in the present embodiment. And such a current sensor is mounted and used for the bus-bar 90 equivalent to the to-be-detected electric current path | route of this invention, as FIG. 1 shows. Specifically, the current sensor is mounted on the bus bar 90 so that the direction of the current flowing through the bus bar 90 (the left-right direction in FIG. 1) and the bias magnetic field generated by the bias magnet 20 are parallel. In other words, the current sensor is mounted on the bus bar 90 so that the current magnetic field generated by the detected current flowing in the bus bar 90 and the bias magnetic field generated by the bias magnet 20 are perpendicular to each other.

そして、センサチップ30は、被検出電流によって生成される電流磁界とバイアス磁石20で生成されるバイアス磁界とが印加されるため、これら電流磁界およびバイアス磁界の合成磁界に応じたセンサ信号を出力する。つまり、バイアス磁界は一定であるため、電流磁界に応じたセンサ信号を出力する。   Since the sensor magnetic field 30 is applied with the current magnetic field generated by the detected current and the bias magnetic field generated by the bias magnet 20, the sensor chip 30 outputs a sensor signal corresponding to the combined magnetic field of the current magnetic field and the bias magnetic field. . That is, since the bias magnetic field is constant, a sensor signal corresponding to the current magnetic field is output.

また、電流センサは、遮蔽部材60とバスバー90とが対向するように、バスバー90に搭載される。つまり、電流センサは、第1〜第3ワイヤ51〜53とバスバー90との間に遮蔽部材60が位置するように、バスバー90に搭載される。これにより、遮蔽部材60がグランド電位とされているため、第1〜第3ワイヤ51〜53とバスバー90とが電気的に分離される。したがって、第1〜第3ワイヤ51〜53とバスバー90との間に寄生容量が形成されることを抑制できる。   The current sensor is mounted on the bus bar 90 so that the shielding member 60 and the bus bar 90 face each other. That is, the current sensor is mounted on the bus bar 90 so that the shielding member 60 is positioned between the first to third wires 51 to 53 and the bus bar 90. Thereby, since the shielding member 60 is set to the ground potential, the first to third wires 51 to 53 and the bus bar 90 are electrically separated. Therefore, it is possible to suppress the formation of parasitic capacitance between the first to third wires 51 to 53 and the bus bar 90.

以上説明したように、本実施形態では、第1ワイヤ51とバスバー90との間にはグランド電位とされた遮蔽部材60が配置され、第1ワイヤ51とバスバー90とが電位的に分断されている。このため、第1ワイヤ51とバスバー90との間に寄生容量が構成されず、検出精度が低下することを抑制できる。   As described above, in the present embodiment, the shielding member 60 having the ground potential is disposed between the first wire 51 and the bus bar 90, and the first wire 51 and the bus bar 90 are divided in potential. Yes. For this reason, a parasitic capacitance is not comprised between the 1st wire 51 and the bus-bar 90, and it can suppress that detection accuracy falls.

また、遮蔽部材60は、第2、第3ワイヤ52、53とバスバー90との間にも配置されている。このため、第2、第3ワイヤ52、53とバスバー90との間に寄生容量も構成されず、さらに検出精度が低下することを抑制できる。   The shielding member 60 is also disposed between the second and third wires 52 and 53 and the bus bar 90. For this reason, no parasitic capacitance is formed between the second and third wires 52 and 53 and the bus bar 90, and it is possible to further suppress a decrease in detection accuracy.

(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

例えば、上記第1実施形態において、図2に示されるように、遮蔽部材60は、第1ワイヤ51とバスバー90との間にのみ配置されるようにしてもよい。すなわち、センサチップ30からセンサ信号が第1ワイヤ51を介して回路チップ40に入力されるが、回路チップ40で処理される前のセンサ信号は微小な信号であるため、第1ワイヤ51とバスバー90との間に寄生容量が形成されるとノイズの影響が大きくなる。このため、少なくとも第1ワイヤ51とバスバー90との間に寄生容量が形成されることを抑制することにより、検出精度が低下することを抑制できる。   For example, in the first embodiment, as illustrated in FIG. 2, the shielding member 60 may be disposed only between the first wire 51 and the bus bar 90. That is, a sensor signal is input from the sensor chip 30 to the circuit chip 40 via the first wire 51. Since the sensor signal before being processed by the circuit chip 40 is a minute signal, the first wire 51 and the bus bar are processed. If a parasitic capacitance is formed between 90 and 90, the influence of noise increases. For this reason, it can suppress that detection accuracy falls by suppressing that a parasitic capacitance is formed between the 1st wire 51 and bus bar 90 at least.

また、上記第1実施形態において、図3に示されるように、バイアス磁石20は、バスバー90のうちの電流センサが備えられる側と反対側に配置されていてもよい。   Moreover, in the said 1st Embodiment, as FIG. 3 shows, the bias magnet 20 may be arrange | positioned on the opposite side to the side in which the current sensor is provided among the bus bars 90.

10 基板
30 センサチップ
40 回路チップ
51 第1ワイヤ
90 バスバー(被検出電流経路)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 30 Sensor chip 40 Circuit chip 51 1st wire 90 Bus bar (current path to be detected)

Claims (3)

磁界に応じたセンサ信号を出力するセンサチップ(30)と、
前記センサ信号に対して所定の処理を行う回路チップ(40)と、
前記センサチップと前記回路チップとを電気的に接続する第1ワイヤ(51)と、
前記センサチップおよび前記回路チップを搭載する基板(10)と、を備え、
被検出電流経路(90)に搭載されて当該被検出電流経路に流れる電流を検出する電流センサにおいて、
前記第1ワイヤと前記被検出電流経路との間には、グランド電位とされた遮蔽部材(60)が配置されていることを特徴とする電流センサ。
A sensor chip (30) for outputting a sensor signal corresponding to the magnetic field;
A circuit chip (40) for performing predetermined processing on the sensor signal;
A first wire (51) for electrically connecting the sensor chip and the circuit chip;
A substrate (10) on which the sensor chip and the circuit chip are mounted,
In the current sensor that is mounted on the detected current path (90) and detects the current flowing through the detected current path,
A current sensor, wherein a shielding member (60) having a ground potential is disposed between the first wire and the detected current path.
前記基板は、配線基板であり、
前記回路チップと前記配線基板とを電気的に接続する第2ワイヤ(52)を有し、
前記遮蔽部材は、前記第2ワイヤと前記被検出電流経路との間にも配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。
The substrate is a wiring substrate;
A second wire (52) for electrically connecting the circuit chip and the wiring board;
The current sensor according to claim 1, wherein the shielding member is also disposed between the second wire and the detected current path.
前記遮蔽部材は、前記配線基板を介して前記回路チップと電気的に接続されることによってグランド電位とされていることを特徴とする請求項2に記載の電流センサ。

The current sensor according to claim 2, wherein the shielding member has a ground potential by being electrically connected to the circuit chip through the wiring board.

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