JP6638591B2 - 電流センサ - Google Patents

Description

本発明は、電流センサに関する。

従来、電流センサの一例として、特許文献１に開示された電流センサがある。この電流センサは、磁電変換素子が形成されたセンサ基板と、センサ基板とワイヤで接続された回路基板と、バイアス磁石とがモールド樹脂で覆われており、磁電変換素子が被測定導体と対向配置されている。

特開２０１３−１１４６９号公報

ところで、上記電流センサは、被測定導体と、磁電変換素子や回路基板との絶縁性を確保するために一定以上の距離を確保する必要がある。しかしながら、電流センサは、距離を離し過ぎると、十分な検出磁界が得られないという問題があった。

また、電流センサは、被測定導体から発生する電界ノイズがワイヤ等の電源線及び信号線に重畳し誘導電流を発生させて、磁電変換素子が形成されたセンサ基板と回路基板間の電源や出力信号を変動させることで、センサ出力の変動が生じるという問題があった。

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、検出精度を向上できるとともに、出力変動を抑えることができる電流センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本開示は、
電流経路（２００）に実装され、電流経路に流れる電流を検出する電流センサであって、
電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０）と、
磁気検出素子によって磁電変換された電気信号が流れる出力経路（４１，４２）と、
底部と環状の側壁とで収容空間（２４）が形成され、収容空間に磁気検出素子及び出力経路を収容した状態で、底部が電流経路に実装されたセラミックパッケージ（２０，２０ａ）と、を備え、
セラミックパッケージは、底部と側壁に、電流経路から発生する電界ノイズを遮蔽するシールド部（２２，２６）が形成されており、
電気信号の出力先である絶縁性の樹脂基材に配線が形成された回路基板（３００）に実装されるものであって、
セラミックパッケージは、底部に対向し側壁で囲まれた開口端を有しており、開口端を囲む側壁の端部が回路基板に実装されている電流センサ。

このように、本開示は、エポキシ系などのモールド樹脂よりも絶縁性に優れたセラミックパッケージに磁気検出素子が収納されている。このため、本開示は、磁気検出素子がモールド樹脂で封止されている場合よりも、磁気検出素子と電流経路との絶縁を確保しやすく、磁気検出素子と電流経路との距離を近づけることができる。つまり、本開示は、電流経路に対して磁気検出素子を近づけても絶縁を確保できる。よって、本開示は、磁気検出素子がモールド樹脂で封止されている場合よりも、検出磁界を増加できる。これに伴って、本開示は、従来よりＳＮ比が改善されて検出精度を向上できる。

また、本開示は、電流経路と磁気検出素子及び出力経路との間に、セラミックパッケージに形成されたシールド部が配置されているため、電流経路が発する電界ノイズから磁気検出素子及び電源や出力経路を保護できる。つまり、本開示は、電源や出力経路と、電流経路との静電カップリングを抑制できる。このため、本開示は、磁気検出素子で変換された信号の変動、すなわちセンサ出力の変動を抑えることができる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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って、発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における電流センサの概略構成を示す断面図である。 実施形態におけるセラミックパッケージの概略構成を示す分解斜視図である。 変形例１における電流センサの概略構成を示す断面図である。 変形例２における電流センサの概略構成を示す部分平面図である。 変形例３における電流センサの概略構成を示す断面図である。 変形例４における電流センサの概略構成を示す断面図である。 変形例４における電流センサの概略構成を示す平面図である。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

図１、図２、図３を用いて、本実施形態の電流センサ１００に関して説明する。電流センサ１００は、例えば、車載モータのインバータ制御に用いられる。電流センサ１００は、インバータ制御のために、車載モータに電源を供給するバスバ２００に流れる被検出電流を検出するものである。電流センサ１００は、電流経路に相当するバスバ２００に被検出電流が流れることで、バスバ２００が発生させる検出磁界をセンサチップ１０が電気信号に変換することで被検出電流を検出する。このように、本実施形態では、一例として、インバータ用の電流センサ１００を採用する。しかしながら、本発明は、これに限定されず、車載バッテリの電流の検出にも適用できる。

なお、電流センサ１００は、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載される。また、電流センサ１００は、例えば集磁コアを必要としないコアレス電流センサを採用できる。バスバ２００は、電流経路に相当する。バスバ２００には、高電圧が印加されるため、高電圧部と称することもできる。

電流センサ１００は、主に、センサチップ１０と、センサチップ１０を収容しているセラミックパッケージ２０とを備えている。また、本実施形態では、この他に、処理回路３０と、第１ワイヤ４１と、第２ワイヤ４２と、バイアス磁石５０と、スペーサ６０とを備えた電流センサ１００を採用している。なお、センサチップ１０、処理回路３０、ワイヤ４１，４２、及び後程説明する信号配線２３は、バスバ２００よりも電圧が低いため、低電圧部とも称することができる。

センサチップ１０は、磁気検出素子に相当する。センサチップ１０は、バスバ２００に流れる被検出電流が発生する磁束密度（検出磁界）を検知して電気信号に変換する。センサチップ１０としては、例えば、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）、異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ）、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、又はホール素子などを採用できる。

本実施形態では、ＧＭＲやＴＭＲなどの磁気ベクトルの向きによって電気信号が変化する素子をセンサチップ１０として採用する。このため、電流センサ１００は、電気信号の基準となる磁気ベクトルを与えるために、バイアス磁石５０を備えている。なお、電流センサ１００は、基準となる磁気ベクトルを与えるために電磁石を備えていてもよい。

なお、バイアス磁石５０は、例えば接着材などを介して、スペーサ６０に実装されている。また、バイアス磁石５０は、センサチップ１０との間にスペーサ６０が配置されている。このスペーサ６０は、センサチップ１０とバイアス磁石５０との間隔を、所定距離に確保するための部材である。

センサチップ１０は、接着材などを介して処理回路３０に実装されており、且つ、第１ワイヤ４１を介して処理回路３０と電気的に接続されている。処理回路３０は、センサチップ１０で変換された電気信号が第１ワイヤ４１を介して入力される。

処理回路３０は、演算処理を行うことで、入力された電気信号を、後程説明する回路基板３００に出力するための出力信号に変換する。出力信号は、センサチップ１０によって磁電変換された電気信号に対応しており、特許請求の範囲における電気信号に含まれている。

この出力信号は、信号用パッド２３ｃ、はんだ７０を介して、回路基板３００の配線の一部であるランド３２０に伝達される。なお、処理回路３０は、接着材などを介してセラミックパッケージ２０に実装されており、且つ、第２ワイヤ４２を介してセラミックパッケージ２０の信号配線２３と電気的に接続されている。このように、本実施形態では、処理回路３０を介してセラミックパッケージ２０に搭載されたセンサチップ１０を採用している。第１ワイヤ４１と第２ワイヤ４２のそれぞれは、出力経路に相当する。

なお、図１においては、第１ワイヤ４１と第２ワイヤ４２をそれぞれ一つずつ図示している。しかしながら、電流センサ１００は、これに限定されず、複数の第１ワイヤ４１を備えていてもよいし、複数の第２ワイヤ４２を備えていてもよい。

セラミックパッケージ２０は、センサチップ１０を収容するための収容空間２４が形成された容器である。セラミックパッケージ２０は、環状の側壁と、環状の側壁の一端に形成された底とを有し、環状の側壁の他端が開口して、収容空間２４が形成された箱状の部材と言える。よって、セラミックパッケージ２０は、一部が開口した有底の箱部材とも言える。なお、セラミックパッケージ２０は、収容空間２４に処理回路３０やワイヤ４１，４２も収容している。

セラミックパッケージ２０は、底部における収容空間２４側にセンサチップ１０や処理回路３０が配置されており、底部における収容空間２４の反対側がバスバ２００に固定されている。セラミックパッケージ２０は、収容空間２４にセンサチップ１０やワイヤ４１，４２などを収容した状態で、底部がバスバ２００に実装されている。

また、本実施形態では、センサチップ１０と回路基板３００との電気的な経路である信号配線２３を含んだセラミックパッケージ２０を採用している。さらに、セラミックパッケージ２０は、バスバ２００から生じる電界ノイズを遮蔽するための構成要素であるシールド部２２が設けられている。具体的には、セラミックパッケージ２０は、底部と側壁に電界ノイズを遮蔽するシールド部２２が形成されている。

なお、本実施形態では、センサチップ１０に加えて、処理回路３０と、ワイヤ４１，４２と、スペーサ６０と、バイアス磁石５０の一部とが収容空間２４に収容可能なセラミックパッケージ２０を採用している。よって、電流センサ１００は、センサチップ１０と、処理回路３０と、ワイヤ４１，４２と、スペーサ６０と、バイアス磁石５０の一部とが収容空間２４に収容され、バイアス磁石５０の他の一部が収容空間２４から突出している。

セラミックパッケージ２０は、図１、図２に示すように、複数のセラミック板２１が積層されて構成されている。本実施形態では、一例として、１５層のセラミック板２１が積層されたセラミックパッケージ２０を採用している。また、セラミックパッケージ２０は、例えばＡｌ_２Ｏ_３やＳｉ_３Ｎ_４などの無機物を焼き固めた焼結体である。

なお、本実施形態では、外形が略正方形のセラミック板２１を採用している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、矩形状や円形であっても採用できる。また、本実施形態では、四隅など部分的に凹んだ部位が形成されたセラミック板２１を採用している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、凹みが形成されていなくてもよい。

セラミックパッケージ２０は、収容空間２４を形成するために一部のセラミック板２１が環状に構成されており、底部を形成するために他のセラミック板２１が板状に構成されている。また、セラミックパッケージ２０は、環状に構成されたセラミック板２１で側壁が形成されている。

本実施形態では、積層方向の一方の端から順番に１２層のセラミック板２１が環状に構成されており、残りの３層のセラミック板２１が板状に構成されている。セラミックパッケージ２０は、積層された環状のセラミック板２１の開口壁面によって、内壁面２１ｄが形成されている。

なお、環状のセラミック板２１とは、厚み方向に貫通穴が形成されたものである。一方、板状のセラミック板２１とは、貫通穴が形成されていないものである。厚み方向は、Ｚ方向に相当する。

板状のセラミック板２１は、処理回路３０が実装される被実装層２１ｃと、グランドプレーン２２ｄが形成されるベース層２１ａ，２１ｂとを含んでいる。また、本実施形態では、ベース層として第１ベース層２１ａと第２ベース層２１ｂの２層構造を採用している。そして、第１ベース層２１ａは、セラミックパッケージ２０の最外層を成している。一方、第２ベース層２１ｂは、第１ベース層２１ａと被実装層２１ｃとの間に配置され、被実装層２１ｃとの間にグランドプレーン２２ｄが設けられている。

被実装層２１ｃとベース層２１ａ，２１ｂは、電流センサ１００がバスバ２００に実装された状態で、センサチップ１０や処理回路３０とバスバ２００との間に配置される部位である。上記のようにバスバ２００には、高電圧が印加される。このため、ベース層２１ａ，２１ｂは、バスバ２００とグランドプレーン２２ｄとの絶縁性を確保する必要がある。

ところが、セラミック板は、厚み方向に貫通するピンホール欠陥が形成されていることがある。よって、１層のベース層では、バスバ２００とグランドプレーン２２ｄとの絶縁性を確保できない場合がある。

そこで、本実施形態では、バスバ２００とグランドプレーン２２ｄとの間に、第１ベース層２１ａと第２ベース層２１ｂの２層のセラミック板を配置している。第１ベース層２１ａと第２ベース層２１ｂとにピンホール欠陥が形成されていたとしても、第１ベース層２１ａのピンホールと、第２ベース層２１ｂのピンホールとが重なることは考えにくい。つまり、電流センサ１００は、第１ベース層２１ａと第２ベース層２１ｂ貫通するピンホールが形成されにくい。よって、電流センサ１００は、各ベース層２１ａ，２１ｂにピンホールが形成されていたとしても、バスバ２００とグランドプレーン２２ｄとの絶縁性を確保できる。なお、第１ベース層２１ａと第２ベース層２１ｂの板厚は、セラミック材質の絶縁破壊電圧とバスバ２００に印加される電圧から算出できる。

セラミックパッケージ２０は、一面Ｓ１と、一面Ｓ１の反対面であり、一面Ｓ１に平行に設けられた裏面Ｓ２とを有している。一面Ｓ１は、開口端側の最外層であるセラミック板２１の表面に相当する。裏面Ｓ２は、反対側の最外層であるセラミック板２１の表面、つまり第１ベース層２１ａの表面に相当する。

また、セラミック板２１は、厚み方向に貫通して設けられた導電性のビア２２ｂ，２３ｂや、表面に設けられた導電性のパターン２２ａ，２２ｃ，２３ａ，２３ｃなどを含んでいるものがある。セラミックパッケージ２０は、パターンの一部として、シールド部２２を構成するシールド用パターン２２ａと、シールド用パッド２２ｃと、グランドプレーン２２ｄとを備えている。また、セラミックパッケージ２０は、ビアの一部として、シールド部２２を構成するシールド用ビア２２ｂを備えている。

シールド用パターン２２ａは、図２に示すように、環状に設けられている。このため、シールド用パターン２２ａは、ガードリングとも称することができる。シールド用パターン２２ａは、センサチップ１０や処理回路３０を囲う位置に設けられている。また、シールド用パターン２２ａは、信号配線２３の一部を囲う位置に設けられている。なお、シールド用パターン２２ａは、収容空間２４を囲う位置に、環状に設けられていると言える。

本実施形態では、一例として、連続して設けられた１２層のセラミック板２１に、シールド用パターン２２ａが設けられている例を採用している。また、シールド用パターン２２ａは、グランドプレーン２２ｄとシールド用パッド２２ｃとの間における各セラミック板２１に設けられている。

シールド用ビア２２ｂは、シールド用パターン２２ａどうし、シールド用パターン２２ａとシールド用パッド２２ｃ、シールド用パターン２２ａとグランドプレーン２２ｄを電気的に接続している。つまり、シールド用ビア２２ｂは、各シールド用パターン２２ａを介しつつ、グランドプレーン２２ｄからシールド用パッド２２ｃまでを電気的に接続している。

シールド用ビア２２ｂは、グランドプレーン２２ｄとシールド用パッド２２ｃとの間における各セラミック板２１の少なくとも一箇所に設けられていればよい。よって、シールド用ビア２２ｂは、各セラミック板２１において、二箇所以上に設けられていてもよい。なお、本実施形態では、グランドプレーン２２ｄとシールド用パッド２２ｃとの間における各セラミック板２１の二箇所にシールド用ビア２２ｂが設けられている例を採用している。

シールド用パッド２２ｃは、一面Ｓ１側に設けられており、回路基板３００のランド３２０とはんだ７０によって電気的及び機械的に接続される部位である。なお、シールド用パッド２２ｃは、一面Ｓ１の一部を成しているとも言える。また、シールド用パッド２２ｃが接続されているランド３２０は、回路基板３００のグランドである。

グランドプレーン２２ｄは、シールド用パターン２２ａとは異なり、べた状のパターンである。電流センサ１００は、グランドプレーン２２ｄのＺ方向における対向領域に低電圧部が含まれるように、グランドプレーン２２ｄが設けられている。また、グランドプレーン２２ｄは、低電圧部とバスバ２００との間に設けられている。なお、グランドプレーン２２ｄは、第１ベース層２１ａと第２ベース層２１ｂの間や、被実装層２１ｃにおける処理回路３０の実装面などに設けられていてもよい。

このように、セラミックパッケージ２０は、シールド用パターン２２ａと、グランドプレーン２２ｄと、シールド用ビア２２ｂによって、立体構造のシールド部２２が形成されていると言える。また、シールド部２２は、シールド用パターン２２ａと、グランドプレーン２２ｄと、シールド用ビア２２ｂとで低電圧部を囲うように構成されている。そして、シールド部２２は、シールド用パッド２２ｃを介して、回路基板３００のグランドに接続されている。

なお、シールド部２２は、処理回路３０が接続されているセンサグランドとは別のボディグランドをとると好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

また、セラミックパッケージ２０は、パターンの一部として、信号配線２３を構成する信号用パターン２３ａ及び信号用パッド２３ｃを備えており、ビアの一部として、信号配線２３を構成する信号用ビア２３ｂを備えている。信号用パターン２３ａは、セラミック板２１間に設けられて収容空間２４に露出しない部位と、第２ワイヤ４２が接続できるように収容空間２４に露出している部位とを含んでいる。

信号用ビア２３ｂは、セラミック板２１を貫通するように設けられており、異なる層の信号用パターン２３ａどうしや、信号用パターン２３ａと信号用パッド２３ｃとを電気的に接続している。信号用パッド２３ｃは、一面Ｓ１側に設けられており、回路基板３００のランド３２０とはんだ７０によって電気的及び機械的に接続される部位である。なお、信号用パッド２３ｃは、一面Ｓ１の一部を成しているとも言える。

なお、図２に示すように、セラミックパッケージ２０は、開口端側の最外層であるセラミック板２１の表面における四隅に、バンプ形成用パッド２５が形成されている。バンプ形成用パッド２５は、はんだ７０の厚さを制御するためのはんだバンプが形成される部位である。しかしながら、バンプ形成用パッド２５は、形成されていなくてもよい。

このような電流センサ１００は、バスバ２００と回路基板３００に組み付けられている。なお、図１の符号ＣＤ１は、電流センサ１００が組み付けられたバスバ２００と回路基板３００との空間距離（最短距離）である。

バスバ２００は、裏面Ｓ２に対向する部位を含んでいる。本実施形態では、図１に示すように、バスバ２００のＹ方向に電流が流れる例を採用している。バスバ２００は、電流が流れることで、図１の直線矢印の方向に検出磁界を発生させる。また、バスバ２００は、電流が流れると、点線矢印で示すように電界ノイズを発生させる。

回路基板３００は、電流センサ１００における出力信号の出力先である。回路基板３００は、絶縁基材３１０、ランド３２０、基板ビア３３０、導体パターン３４０、穴部３５０などを備えている。つまり、回路基板３００は、絶縁性の樹脂基材である絶縁基材３１０に対して、ランド３２０と基板ビア３３０と導体パターン３４０を含む配線が形成され、且つ、絶縁基材３１０の厚み方向に貫通した穴部３５０が形成されている。

本実施形態では、例えばガラスエポキシ等の樹脂を絶縁基材３１０として採用している。また、本実施形態では、絶縁基材３１０を厚み方向に貫通した穴部３５０が形成された回路基板３００を採用している。しかしながら、回路基板３００は、絶縁基材３１０を貫通していない有底の穴部３５０であっても採用できる。

電流センサ１００は、裏面Ｓ２がバスバ２００と対向した状態で、バスバ２００に実装されている。つまり、電流センサ１００は、セラミックパッケージ２０の底部がバスバ２００に固定されて、バスバ２００に実装されている。言い換えると、電流センサ１００は、第１ベース層２１ａ１が、接着材などを介してバスバ２００に機械的に接続されて、バスバ２００に実装されている。

また、電流センサ１００は、一面Ｓ１が回路基板３００と対向した状態で、回路基板３００に実装されている。電流センサ１００は、シールド用パッド２２ｃと信号用パッド２３ｃが、はんだ７０を介してランド３２０と電気的及び機械的に接続されて、回路基板３００に実装されている。つまり、セラミックパッケージ２０は、底部に対向し側壁で囲まれた開口端を有しており、開口端を囲む側壁の端部が回路基板３００に実装されていると言える。電流センサ１００は、回路基板３００に実装された状態で、バイアス磁石５０が穴部３５０に配置される。

電流センサ１００は、エポキシ系などのモールド樹脂よりも絶縁性に優れたセラミックパッケージ２０にセンサチップ１０が収納されている。このため、電流センサ１００は、センサチップ１０がモールド樹脂で封止されている場合よりも、センサチップ１０とバスバ２００との絶縁を確保しやすく、センサチップ１０とバスバ２００との距離を近づけることができる。つまり、電流センサ１００は、バスバ２００に対してセンサチップ１０を近づけても絶縁を確保できる。よって、電流センサ１００は、センサチップ１０がモールド樹脂で封止されている場合よりも、検出磁界を増加できる。これに伴って、電流センサ１００は、ＳＮ比を改善することができるため検出精度を向上できる。

また、電流センサ１００は、バスバ２００と低電圧部との間に、セラミックパッケージ２０に形成されたシールド部２２が配置されているため、バスバ２００が発する電界ノイズから低電圧部を保護できる。言い換えると、電流センサ１００は、ワイヤ４１，４２や信号配線２３と、バスバ２００との静電カップリングを抑制できる。このため、電流センサ１００は、センサチップ１０で変換された電気信号や、処理回路３０から出力された出力信号の変動、すなわち出力変動を抑えることができる。

詳述すると、電流センサ１００は、セラミックパッケージ２０の底に設けられたグランドプレーン２２ｄ、及びセラミックパッケージ２０の側壁に設けられたシールド用パターン２２ａとシールド用ビア２２ｂで低電圧部を保護できる。よって、電流センサ１００は、セラミックパッケージ２０の底に対向する部位からの電界ノイズからだけでなく、セラミックパッケージ２０の側壁に回り込む電界ノイズからも低電圧部を保護できる。

特に、本実施形態の電流センサ１００は、インバータ制御のために、車載モータに電源を供給するバスバ２００に流れる被検出電流を検出する。この場合、バスバ２００は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の高速スイッチングによって過渡的な電界ノイズを発生しやすい。電流センサ１００は、インピーダンスの高いワイヤ４１，４２や信号配線２３に電界ノイズが静電カップリングした場合、誘導電流が流れて出力変動を引き起こす。しかしながら、電流センサ１００は、上記のように静電カップリングを抑制できるため、インバータ用の電流センサに好適である。

また、電流センサ１００は、センサチップ１０や処理回路３０と、シールド用パッド２２ｃや信号用パッド２３ｃが同一方向にあるため外観検査が簡略化できる。つまり、電流センサ１００は、セラミックパッケージ２０の開口側から見た場合、センサチップ１０や処理回路３０と、シールド用パッド２２ｃや信号用パッド２３ｃが見える。よって、電流センサ１００は、センサチップ１０や処理回路３０の搭載位置やワイヤ４１，４２の接続状態を検査する外観検査、シールド用パッド２２ｃや信号用パッド２３ｃの形成位置を検査する外観検査などを一度に行なうことができる。

ところで、電流センサ１００は、セラミックパッケージ２０の線膨張係数と、実装される回路基板３００の絶縁基材３１０との線膨張係数が異なる。よって、セラミックパッケージ２０と回路基板３００とは、温度変化に伴う変形量が異なる。このため、はんだ７０には、セラミックパッケージ２０と回路基板３００との変形量の差に起因する熱応力が印加される。

そこで、本実施形態では、セラミックパッケージ２０の開口端側が回路基板３００と対向した状態で、回路基板３００に実装された電流センサ１００を採用している。このため、電流センサ１００は、底側が回路基板３００と接続されている場合より、セラミックパッケージ２０の側壁が変更しやすく、はんだ７０に印加される熱応力を低減できる。

なお、本実施形態では、環状のシールド用パターン２２ａが形成されたセラミックパッケージ２０を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。セラミックパッケージ２０は、環状のシールド用パターン２２ａのかわりに、低電圧部を囲うように複数のシールド用ビア２２ｂが形成されていてもよい。言い換えると、セラミックパッケージ２０は、複数のシールド用ビア２２ｂによって、低電圧部を囲う柵が形成されていてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本発明のその他の形態として、変形例１〜４に関して説明する。上記実施形態及び変形例１〜４は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

（変形例１）
図３を用いて、変形例１の電流センサ１１０に関して説明する。電流センサ１１０は、封止樹脂部８０を備えている点が電流センサ１００と異なる。

電流センサ１１０は、センサチップ１０や処理回路３０を封止する封止樹脂部８０を備えている。封止樹脂部８０は、セラミックパッケージ２０の収容空間２４に設けられ、センサチップ１０や処理回路３０に密着しつつ、これらを覆っている。

さらに、封止樹脂部８０は、センサチップ１０と処理回路３０に加えて、ワイヤ４１，４２を封止している。つまり、封止樹脂部８０は、ワイヤ４１，４２、第１ワイヤ４１とセンサチップ１０や処理回路３０との接続部、及び第２ワイヤ４２と処理回路３０や信号用パターン２３ａとの接続部に密着しつつ、これらを覆っている。

電流センサ１１０は、セラミックパッケージ２０と回路基板３００との隙間から水滴などの異物が収容空間２４に入り込むことも考えられる。しかしながら、電流センサ１１０は、センサチップ１０や処理回路３０などが封止樹脂部８０で封止されているため、異物からセンサチップ１０や処理回路３０などを保護できる。なお、電流センサ１１０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。

（変形例２）
図４を用いて、変形例２の電流センサ１２０に関して説明する。電流センサ１２０は、密封空間が形成されている点が電流センサ１００と異なる。

電流センサ１２０は、スペーサ６０とセラミックパッケージ２０とが環状に接続され、スペーサ６０とセラミックパッケージ２０とで囲まれた密封空間が形成されている。つまり、スペーサ６０は、セラミックパッケージ２０とともに、密封空間を形成している。

この密封空間には、センサチップ１０や処理回路３０が配置されている。さらに、密封空間には、センサチップ１０と処理回路３０に加えて、ワイヤ４１，４２が配置されている。

電流センサ１２０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。さらに、電流センサ１２０は、封止樹脂部８０を備えることなく、電流センサ１１０と同様の効果を奏することができる。なお、電流センサ１２０は、密封空間が封止樹脂部８０で満たされていてもよい。

（変形例３）
図５を用いて、変形例３の電流センサ１３０に関して説明する。電流センサ１３０は、セラミックパッケージ２０ａの構成が電流センサ１００と異なる。

セラミックパッケージ２０ａは、収容空間２４の表面全域にシールド部２６が形成されている。つまり、セラミックパッケージ２０ａは、シールド部２６によって、内壁面２１ｄが形成されている。また、セラミックパッケージ２０ａのシールド部２６は、収容空間２４に面する表面に形成されていると言える。なお、シールド部２６は、例えば、めっきなどによって形成されている。

セラミックパッケージ２０ａは、回路基板３００との対向面に、固定用の接続パッド２７が形成されている。この接続パッド２７は、処理回路３０と電気的に接続されておらず、電流センサ１３０と回路基板３００とを機械的に接続するものである。電流センサ１３０は、接続パッド２７とランド３２０とがはんだ７０を介して機械的に接続されて、回路基板３００に実装されている。

このため、電流センサ１３０は、処理回路３０が回路基板３００と無線によって通信可能に構成されている。これによって、処理回路３０は、無線通信で、出力信号を回路基板３００に出力する。

なお、シールド部２６は、シールド部２２と同様に、センサグランドとは別のボディグランドをとると好ましい。このために、セラミックパッケージ２０ａは、シールド部２６と接続パッド２７とが連続的に設けられ、はんだ７０を介して、接続パッド２７とランド３２０とが接続されていてもよい。

電流センサ１３０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。さらに、電流センサ１３０は、各セラミック板２１にシールド用パターン２２ａ、シールド用ビア２２ｂが形成されていなくてもよい。このため、電流センサ１３０は、複数のセラミック板２１が積層されて構成されたものでなくてもよい。

（変形例４）
図６、図７を用いて、変形例４の電流センサ１４０に関して説明する。電流センサ１４０は、体格が電流センサ１００と異なる。

電流センサ１４０は、Ｘ方向に幅がバスバ２００のＸ方向の幅よりも長い。つまり、電流センサ１４０のセラミックパッケージ２０は、厚み方向に直交し、且つバスバ２００における電流が流れに直交する方向の幅がバスバ２００よりも広い。

これによって、電流センサ１４０は、自身が実装されているバスバ２００と回路基板３００との空間距離ＣＤ２を一点鎖線で示すようにすることができる。つまり、電流センサ１４０は、自身が実装されているバスバ２００と回路基板３００との最短距離ＣＤ２を示す仮想線をＸＹ平面に対して傾斜させることができる。なお、電流センサ１００は、上記のように、自身が実装されているバスバ２００と回路基板３００との最短距離ＣＤ１を示す仮想線がＸＹ平面に対して垂直となっている。

電流センサ１４０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。さらに、電流センサ１４０は、バスバ２００よりも幅広に設けられているため空間距離ＣＤ２を長くすることができる。

１００〜１４０…電流センサ、１０…センサチップ、２０，２０ａ…セラミックパッケージ、２１…セラミック板、２１ａ…第１ベース層、２１ｂ…第２ベース層、２１ｃ…被実装層、２１ｄ…内壁面、２２，２６…シールド部、２２ａ…シールド用パターン、２２ｂ…シールド用ビア、２２ｃ…シールド用パッド、２２ｄ…グランドプレーン、２３…信号配線、２３ａ…信号用パターン、２３ｂ…信号用ビア、２３ｃ…信号用パッド、２４…収容空間、２５…バンプ形成用パッド、３０…処理回路、４１…第１ワイヤ、４２…第２ワイヤ、５０…バイアス磁石、６０…スペーサ、７０…はんだ、８０…封止樹脂部、Ｓ１…一面、Ｓ２…裏面、２００…バスバ、３００…回路基板、３１０…絶縁基材、３２０…ランド、３３０…基板ビア、３４０…導体パターン、３５０…穴部

Claims (6)

1. 電流経路（２００）に実装され、前記電流経路に流れる電流を検出する電流センサであって、
   前記電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０）と、
   前記磁気検出素子によって磁電変換された前記電気信号が流れる出力経路（４１，４２）と、
   底部と環状の側壁とで収容空間（２４）が形成され、前記収容空間に前記磁気検出素子及び前記出力経路を収容した状態で、前記底部が前記電流経路に実装されたセラミックパッケージ（２０，２０ａ）と、を備え、
   前記セラミックパッケージは、前記底部と前記側壁に、前記電流経路から発生する電界ノイズを遮蔽するシールド部（２２，２６）が形成されており、
   前記電気信号の出力先である絶縁性の樹脂基材に配線が形成された回路基板（３００）に実装されるものであって、
   前記セラミックパッケージは、前記底部に対向し前記側壁で囲まれた開口端を有しており、前記開口端を囲む前記側壁の端部が前記回路基板に実装されている電流センサ。
2. 前記セラミックパッケージ（２０）は、複数のセラミック板が積層されてなり、
   前記シールド部（２２）は、前記セラミック板に形成された環状のシールド用パターン（２２ａ）と、前記セラミック板に形成されたシールド用ビア（２２ｂ）と、前記セラミック板に形成されたグランドプレーン（２２ｄ）とを含んでいる請求項１に記載の電流センサ。
3. 前記セラミックパッケージ（２０ａ）の前記シールド部（２６）は、前記収容空間に面する表面に形成されている請求項１に記載の電流センサ。
4. 前記収容空間に配置され、前記磁気検出素子と前記出力経路とを封止する封止樹脂部（８０）を備えている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電流センサ。
5. 前記磁気検出素子は、磁気ベクトルの向きによって前記電気信号が変化する素子であり、
   前記電気信号の基準となる磁気ベクトルを与えるバイアス磁石（５０）と、
   前記磁気検出素子と前記バイアス磁石との間隔を所定距離に確保するスペーサ（６０）と、を備え、
   前記スペーサは、前記収容空間に配置され前記セラミックパッケージと環状に接続されて、前記セラミックパッケージとともに、前記磁気検出素子と前記出力経路とが配置された密封空間を形成している請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電流センサ。
6. 前記セラミックパッケージは、厚み方向に直交し、且つ前記電流経路における電流が流れに直交する方向の幅が前記電流経路よりも広い請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電流センサ。

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