JP7387706B2 - 一次導体が一体化された電流変換器 - Google Patents

Description

開示の内容

本発明は、磁気コアと、磁気コアのエアギャップ内にある磁場検出器と、を含み、磁気コアの中央通路を通って延びる一次導体に流れる電流を測定する、電流変換器に関する。

電流センサは、電気装置およびシステムを監視または制御するための多種多様な用途に使用され、多くの用途において、このような構成要素の製造コストを低減し、また、電気回路内で構成要素を実装し使用するコストを低減する上で重要な利点がある。

一部の電流変換器は、コストおよび／またはサイズの理由から磁気コアなしで提供されるが、これは、一般に、一次導体を囲む磁気コアを備えたものと比較して、変換器の信頼性および／または感度および／または精度および／または動作範囲を低下させる。したがって、電流感知用途のための多くの電流変換器は、高透磁率磁性材料で作られた磁気コアを含み、この磁気コアは、測定される電流を搬送する一次導体を通過させる中心開口を囲む。しかしながら、構成要素が装着される装置の小型化および／または軽量化のために、磁気コアを有する特にコンパクトな電流変換器を提供することは困難である。また、電流変換器が回路基板上に装着され、特にコンパクトな構成を必要とする予め定められた接続フットプリントまたは表面積制限または高さ制限を考慮する必要がある、多くの用途もある。一次導体の電圧振幅に応じて、これは、一次導体と磁場検出器回路の導電体との間の必要な電気的沿面距離を達成することを困難にする可能性がある。

上記のコンパクト性、正確な測定および経済的な製造の要件を満たす、ＰＣＢ上に装着可能な電流変換器が、ＷＯ２０１７／０６７８４９に記載されている。この変換器では、リードフレーム導体構造がハウジングベースでオーバーモールドされ、次いで、磁場感知セルが導体構造上に装着され、ワイヤボンディングによってこれに接続される。磁気コアは、ハウジングカバーがコアおよび検出器の上に装着され、ハウジングベースにクリップで留められる前に、一次導体および磁場センサの上に挿入される。ハウジングの内部は、未充填（空気を含む）であっても、絶縁注封材料で満たされていてもよい。振動または機械的衝撃の条件下では、ハウジングカバーおよびベースによって磁気コアが保持されているにもかかわらず、コアとハウジングとの間の小さな移動が発生する場合があり、これは変換器に応力を与え、これが、故障、または、変換器の精度に影響を及ぼす、磁場センサに対するエアギャップの移動につながることがある。さらに、一次導体と磁気コアまたは磁場検出器との間のアークトラッキングは、分離距離が小さいことを考慮すると、特に大電流測定用途では避けることが困難となり得る。ハウジングベースおよびカバーの変形もまた、熱応力および機械的応力の下ではそのような問題を増大させることがある。

本発明の目的は、特に機械的応力および熱応力を受ける場合に、正確で信頼性があり、しかも非常にコンパクトで堅牢である、一次導体、磁場検出器、および磁気コアが一体化された、回路基板に装着するための電流変換器を提供することである。

一次導体と磁場検出器の導体との間に高い電気トラッキング抵抗を有する電流変換器を提供することが有利である。

広い動作範囲を有する電流変換器を提供することが有利である。

軽量な電流変換器を提供することが有利である。

実装が容易で、使用するのに経済的な電流変換器を提供することが有利である。

本発明の目的は、請求項１に記載の電流変換器と、請求項１１に記載の電流変換器を製造する方法とを提供することによって達成された。

本明細書には、絶縁体と、中央通路および磁気回路ギャップを含む磁気コアと、磁気回路ギャップ内に位置付けられた磁場検出器と、測定される電流を搬送するための一次導体および磁場検出器を外部回路に接続するための二次導体を含む金属薄板リードフレーム導体構造と、を含む、電流変換器が開示される。一次導体は、磁気コアの中央通路を通って延びる中央部分と、中央部分の両端部から延びる横方向エクステンションアームと、外部導体に接続される接続端部と、を含む。二次導体は、複数の導体を含み、各導体は、一次導体の中央部分と同じ平面内で実質的に整列した感知セル接続パッドと、外部回路に接続される接続端部と、を含む。絶縁体は、一次導体の中央部分を囲み、かつリードフレーム導体構造に対して磁気コアを位置付けて絶縁するコアガイドを形成する、内側オーバーモールド部分を含む。

絶縁体は、内側オーバーモールド部分、磁気コア、磁場センサ、およびリードフレーム導体構造の中央部分の上に成形された外側オーバーモールド部分をさらに含む。

本明細書では、電流変換器を製造する方法も開示され、この方法は、
ａ）金属薄板のストリップで作られたリードフレーム内にリードフレーム導体構造のブランクをスタンピングまたはエッチングすることであって、前記ブランクは、リードフレーム金属薄板ストリップにブリッジアタッチメントで接続される、ことと、
ｂ）一次導体の中央部分と二次導体の一部分とをオーバーモールドして内側オーバーモールド部分を形成することと、
ｃ）その後、感知セルを導体リードフレーム構造に装着し、感知セルを二次導体の感知接続パッドに接続することと、
ｄ）その後、磁気コアを内側オーバーモールド部分に装着し、オプションとして、これを、分配された量の接着剤を用いて、またはクリップによって固定することと、
ｅ）その後、磁気コア、感知セル、および内側オーバーモールド部分の周囲で外側オーバーモールド部分をオーバーモールドすることと、
ｆ）オプションとして、その後、リードフレームの露出部分にめっきすることと、
ｇ）その後、一次導体および二次導体の接続端部をスタンピングおよび形成すること、
ｈ）その後、変換器をリードフレーム金属薄板ストリップから切り離すことと、
を含む。

有利な実施形態では、内側オーバーモールド部分は、熱可塑性ポリマーの射出成形によって形成される。

有利な実施形態では、外側オーバーモールド部分は、熱硬化性ポリマーのトランスファー成形によって形成される。

内側オーバーモールド部分（３０）は、熱可塑性ポリマーを含むか、または熱可塑性ポリマーからなる。

有利な実施形態では、熱可塑性ポリマーは、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＡ（ポリアミド）を含む群から選択される。

外側オーバーモールド部分は、熱硬化性ポリマーを含むか、または熱硬化性ポリマーからなる。

有利な実施形態では、熱硬化性ポリマーは、半導体グレードのエポキシ成形化合物（semiconductor grade epoxy mold compound）である。

有利な実施形態では、内側オーバーモールド部分は、一次導体の中央部分の上に成形された一次部分を含み、オーバーモールド部分は、リードフレーム導体構造に対して磁気コア分岐部を横から位置付けるために、前記磁気コア分岐部の両側面に係合するコアガイド横方向ガイドエッジを含む。コアガイドは、磁気コアの横方向分岐部を、接触して位置付けるように配置されたベース層をさらに含むことができる。

有利な実施形態では、内側オーバーモールド部分は、前記一次部分および前記コアガイドからなる。

一実施形態では、コアガイドは、磁場検出器の感知セルが装着され接続される側面と反対側の導体リード構造の一方の側面に、一次部分から延び、部分的に二次導体の上を覆うベース層をさらに含む。

有利な実施形態では、磁場検出器の感知セルが装着されるリードフレーム導体構造の側面において、磁気コア分岐部は、ギャップによって内側オーバーモールド部分から分離され、前記ギャップは外側オーバーモールド部分の材料で充填される。

有利な実施形態では、外側オーバーモールド部分は、磁気コアおよび内側オーバーモールド部分を完全に封入する。

有利な実施形態では、感知セルは、ボンドワイヤ接続部を介して二次導体に接続される。

一実施形態では、感知セルは、電流変換器の装着表面に面するリードフレーム導体構造の下側で、リードフレーム導体構造に装着される。別の実施形態では、感知セルは、電流変換器の装着表面とは反対を向いているリードフレーム導体構造の上側で、リードフレーム導体構造に装着される。

本発明のさらなる目的および有利な特徴は、特許請求の範囲、詳細な説明および添付図面から明らかであろう。

本発明の実施形態による電流変換器の斜視図である。 本発明の実施形態による電流変換器の斜視図である。 本発明の第１の実施形態による電流変換器の斜視部分断面図である。 本発明の第１の実施形態による電流変換器の斜視部分断面図である。 図１ｃ～図１ｄの電流変換器の磁気コアおよびリードフレーム導体構造の片側からの分解組立斜視図である。 図１ｃ～図１ｄの電流変換器の磁気コアおよびリードフレーム導体構造の反対側からの分解組立斜視図である。 図１ｃ～図１ｄの電流変換器の磁気コアおよびリードフレーム導体構造の片側からの断面平面図である。 図１ｃ～図１ｄの電流変換器の磁気コアおよびリードフレーム導体構造の反対側からの断面平面図である。 図１ｃ～図１ｄの電流変換器の磁気コアおよびリードフレーム導体構造の側面図である。 本発明の実施形態による電流変換器の製造ステップを斜視図で示す。 本発明の実施形態による電流変換器の製造ステップを斜視図で示す。 本発明の実施形態による電流変換器の製造ステップを斜視図で示す。 本発明の実施形態による電流変換器の製造ステップを斜視図で示す。 外側オーバーモールドを断面で示す、図４ａのリードフレームおよび電流変換器の上面図である。 図４ｂによる製造ステップを示す平面図である。 図４ｃによる製造ステップを示す平面図である。 外側オーバーモールドを部分断面で示す、本発明の第２の実施形態による電流変換器の斜視図である。 図６ａの線６ｂ－６ｂを通る断面図である。 外側オーバーモールドの上部を除去した、図６ｂの線６ｃ－６ｃを通る断面図である。 図６ａ～図６ｃの電流変換器の磁気コアおよびリードフレーム導体構造の斜視分解組立図である。 図６ａ～図６ｃの電流変換器の磁気コアおよびリードフレーム導体構造の斜視分解組立図である。

図面を参照すると、本発明の実施形態による電流変換器が示されており、この電流変換器は、絶縁体１０と、中央通路１８および磁気回路ギャップ２２を含む磁気コア６と、磁気回路ギャップ２２内に位置付けられた磁場検出器８と、リードフレームから作られた導体構造４と、を含む。リードフレーム導体構造４は、測定される電流を搬送するための一次導体１４と、磁場検出器８に接続される導体１６と、を含む。本発明の電流変換器は、開ループ電流測定に特に適している。

一次導体１４は、中央部分１５と、中央部分１５の両端部から延びる横方向エクステンションアーム１３と、測定される電流を流す外部導体に接続される、エクステンションアームの自由端部における接続端部１７と、を含む。外部導体は、特に、接続端部１７に接続するための導電性接点を備えた回路基板（不図示）に接続されてもよい。導電性接点は、例えば、接続端部１７の表面実装接続のための導電性接触パッドの形態とすることができる。一次導体１４の中央部分１５は、磁気コアの中央通路１８を通って延びる。

磁気コアは、端部分岐部６ａと、そこから自由端部２４まで延びる横方向分岐部６ｂ、６ｃと、によって形成される一般的なＵ字形を有し、磁気回路ギャップ２２は、自由端部２４に近接して横方向分岐部６ｂ、６ｃの間に形成される。

磁気コア６は、磁気回路ギャップ２２内に位置付けられた磁場検出器８のための磁束集中器として作用する。一次導体に流れる電流により発生する磁束は、磁気回路ギャップ２２を通って集中する。磁気コアは、透磁率の高い材料で作られ、このような磁性材料の例としては、ＦｅＳｉまたはＮｉＦｅ合金、ＭｎＺｎまたは他のフェライト、ナノ結晶材料、およびアモルファス材料がある。本発明の実施形態による磁気コアは、例えば、磁場検出器が磁束集中器なしで一次導体に近接して位置付けられる、磁気コアを備えていない電流変換器と比較して、信号レベルを増加させ、外部磁場に対する良好な免疫性を提供する。

有利な実施形態では、横方向分岐部の自由端部２４には、横方向分岐部の外側に面取り部２５が設けられており、この面取り部は、必要な磁性材料の量を減らし、フリンジ場を減少させる。

リードフレーム導体構造４は、スタンピングまたはエッチングされて、単一の金属薄板片から形成され、それによって、一次導体の中央部分１５および磁場検出器導体１６の主要部分は、実質的に整列して、同じ主平面内に延び、導体構造が形成される金属薄板の厚さに対応する実質的に同一の厚さを含む。一次導体１４の接続端部１７および磁場検出器導体１６の接続端部１９は、主平面から曲げられて、外部回路への接続、特に外部回路基板の接触パッドへの接続のための端子を提供することができる。

磁場検出器導体１６は、複数の導体を含み、各導体は、外部回路に接続される接続端部１９と、磁場検出器８に接続される、リードフレーム主平面内の感知セル接続パッド２１と、を含む。磁場検出器導体は、例えば一方が電源電圧Ｖｃにあり他方が接地ＧＮＤにある少なくとも一対の電源端子と、少なくとも１つの信号出力端子Ｖｏｕｔと、を含む。磁場検出器導体は、基準端子Ｖｒｅｆと、接地端子と、オプションとして、例えば過電流検出信号ＯＣＤのための、補助信号出力端子（supplementary signal out terminals）と、をさらに含むことができる。

接続パッド２１は、感知セル２６への接続のために最適化された異なる形状、表面積、および位置を備えることができる。磁場検出器８は、感知セル２６と、例えばボンドワイヤ２７の形態の、接続手段と、を含む。図示の実施形態では、接続パッド２１は、ボンドワイヤ接続部２７によって磁場検出器に接続される。しかしながら、感知セル２６とリードフレーム導体構造４の接続パッド２１との間には、当技術分野でそれ自体既知である他の相互接続手段を設けることができる。例えば、相互接続手段は、半導体基板と金属接触パッドとの間のいわゆる「フリップチップ」接続構造を含むことができ、それによって、例えば、はんだビーズが、感知セル２６上の接続領域をリードフレーム導体構造４の接続パッド２１に相互接続する。

感知セル２６は、好ましい実施形態では、半導体基板（例えばシリコン基板）内に形成された、電流変換器の分野でそれ自体周知のホールセンサの形態であってよい。しかしながら、例えばフラックスゲート型の磁場検出器または巨大磁気抵抗型の磁場センサなど、他の感知セル技術も本発明に採用され得る。実質的に平坦な半導体基板内に形成されるホールセンサは、それらが低コストで、コンパクトかつ堅牢である点から見て有利である。

感知セル２６はまた、複数の半導体チップ、例えば信号処理チップに隣接する高感度ホールチップの構造であってもよい。

磁場検出器導体１６および一次導体中央部分１５は、有利には、同じ平面（主平面）内、または実質的に同じ平面内にあり、絶縁体１０の内側オーバーモールド部分２０によって一緒に保持される。

図２ａ～図３ｃに示す実施形態では、絶縁体１０の内側オーバーモールド部分２０は、リードフレーム導体構造４の二次導体の一部分の上にオーバーモールドされると共に、磁場検出器導体１６の接続パッド２１を露出している。内側オーバーモールド部分２０およびリードフレーム導体構造４は、本質的に平坦な装着表面に磁場検出器導体１６の接続パッド２１を提供する。

一実施形態では、例えば、図２ａ～図３ｃに示されるように、感知セル２６は、リードフレーム構造の下側に、導体接続端部１７、１９の装着平面に対向して装着される。

内側オーバーモールド部分２０は、一次導体１４の中央部分１５の周りにオーバーモールドされる。内側オーバーモールド部分２０は、磁気コアと一次導体との間に誘電絶縁層を提供し、オプションとして、さらに、磁気コアの中央通路と一次導体との間に位置決めガイドを提供してもよく、磁気回路ギャップ２２内での感知セル２６の適切な位置決めも確実にする。

本発明の、磁気コア６、および内側オーバーモールド部分２０を有するリードフレーム導体構造４は、特にコンパクトな構造を提供するが、一次導体を磁場検出器導体１６から十分に分離して絶縁することを可能にする。一次導体中央部分１５は、大きな縮小されない断面を備えることができ、同時に、コンパクトなフットプリント（すなわち、外部回路基板上に位置付けられたときに電流変換器によって占有される表面積）で、磁場検出器の感知セルからの良好な絶縁分離距離を有することができる。

内側オーバーモールド部分２０は、有利には、リードフレーム構造４および感知セル２６に対して磁気コアを横から位置付けるために、磁気コア６の両側面に隣接する横方向ガイドエッジ３２ｂを含むコアガイド３２を含むことができる。

内側オーバーモールド部分２０は、一次導体１４の中央部分１５の上に成形された一次部分３０を含む。

第１の実施形態では、図２ａ～図３ｃに示すように、内側オーバーモールド部分２０は、二次部分３１を含み、これは、一次部分３０から延び、二次導体１６の感知セル接続パッド２１の一部分の上に部分的にオーバーモールドされる。コアガイド３２は、リードフレーム導体構造４の、磁場検出器の感知セル２６が装着されている側面４ｂとは反対の一側面４ａに実質的に成形されている。

図２ａ～図３ｃの例示された実施形態では、コアガイド３２は、リードフレーム導体構造の上側４ｂ上にベース壁または層３２ａを含み、磁気コアの上側分岐部６ｃの内側面４４が接して位置付けられる表面３２ａをもたらす。ベース層３２ａは、磁気コアと一次導体１４および二次導体１６との間の距離を定める絶縁層を提供する。図３ｃに最もよく示されているように、ベース層３２ａの反対側では、磁気コア６の反対側の横方向分岐部６ｂは、リードフレーム導体構造４および内側オーバーモールド部分２０から、あるギャップ３５をもって離間されている。感知セル２６およびボンドワイヤ接続部２７は、横方向分岐部６ｂ、６ｃの自由端部間の磁場回路ギャップ２２内に位置付けられ、このギャップは外側オーバーモールド部分３４の材料で充填される。

第２の実施形態では、図６ａ～図７ｂに示されるように、内側オーバーモールド部分２０は、二次導体１６の感知セル接続パッド２１の一部分の上に延びておらず、外側オーバーモールド部分３４によって充填されるギャップによって、二次導体から分離される。この構成の利点は、一次導体１４と二次導体１６との間の長い電気的沿面距離を確保することである。内側オーバーモールド部分２０と外側オーバーモールド部分３４との間の界面では、特に２つの異なる材料が使用される場合、内側オーバーモールド部分および外側オーバーモールド部分の材料間の化学的結合は不完全となり得るか、または内部沿面電流が絶縁バリアを破壊することができるようになっている。この実施形態では、内側オーバーモールド部分は、一次導体のみを取り囲み、二次導体１６との界面を有しておらず、外側オーバーモールド部分３４は、二次導体に沿って内側オーバーモールド部分とインタフェースで接続せずに、二次導体１６を取り囲んでいる。したがって、二次導体１６の一部分に沿って内側オーバーモールド部分と外側オーバーモールド部分との間に界面がなく、それによってオーバーモールド部分間の界面に沿った沿面を回避する。

内側オーバーモールド部分２０は、磁気コア６を導体リード構造４に組み付けるのに役立ち、導体リード構造４と磁気コア６との間、および一次導体と二次導体との間に構造的剛性、位置決め、および絶縁を提供する。

好ましい実施形態では、内側オーバーモールド部分２０は、好ましくはリードフレーム導体構造４上に射出成形される熱可塑性ポリマーで形成されるが、この場合もブランクとして形成され、製造プロセス中にリードフレーム４０に接続される。このプロセスは、射出後の熱可塑性材料の硬化速度を含む射出成形プロセスの迅速性、および経済的な方法で射出成形のためのダイにリードフレームを通過させる容易性の観点から、大量生産に非常に有利である。二次導体上に磁場検出器８を装着し相互接続する前の内側オーバーモールド部分２０のオーバーモールドは、非常によく（例えば粘着テープを貼るのとは対照的に）自動化することができ、磁場検出器チップおよび二次側の他の導電性部分の近傍で一次リードを完全に囲む絶縁層を提供する。

変形例では、熱硬化性プラスチック（例えばエポキシ成形化合物）によるトランスファー成形プロセスを代わりに用いて、内側オーバーモールド部分２０を形成してもよい。

リードフレーム４０は、金属薄板のストリップ４１から形成され、このストリップは、スタンピングおよび形成プロセス中に、スタンピングダイにおいてスタンピングされて、金属ストリップの一部分を切り抜いて、リードフレーム導体構造のブランク形状、および金属ストリップへのアタッチメントを形成し、このようなスタンピングプロセスは、当技術分野ではそれ自体既知であり、生産量が比較的少ない場合は、エッチングプロセスの方が経済的となり得る。

磁気コア６および感知セル２６は、リードフレーム４０に取り付けられたままリードフレーム導体構造に組み付けられる。したがって、リードフレーム４０は、射出成形、トランスファー成形、または圧縮成形ダイを通過して、内側オーバーモールド部分２０を形成することができる。一実施形態における内側オーバーモールド部分は、有利には、熱可塑性材料で作られてもよい。

変形例では、内側オーバーモールド部分は、トランスファー成形プロセスにおいて熱硬化性材料で作られてもよい。

図２ｂに最もよく示されているように、第１の実施形態では、内側オーバーモールド部分２０は、ベース層３２ａ内に開口部３３を含む。開口部３３は、リードフレーム導体構造４の反対側面４ａに装着された感知セル２６の反対側に位置付けられる。開口部３３は、感知セル２６が位置決めされて接合されるリードフレーム導体構造４の表面部分における成形プロセス中の材料のオーバーフローを回避する働きをすることができる。

製造プロセスの間、リードフレーム導体構造４がリードフレーム４０に接続された状態で、感知セル２６が二次導体１６に接続され、内側オーバーモールド部分の上に磁気コア６が装着された後、前述したアセンブリは、外側オーバーモールド部分３４の外側エンベロープに実質的に対応するダイキャビティを有するトランスファー成形ダイの中に供給され、熱硬化性ポリマーが前記キャビティを充填して外側オーバーモールド部分を形成するためにダイキャビティに注入される。熱可塑性ポリマーと比較して熱硬化性ポリマーは、一般に、はるかに低い粘度を有することができ、有利には、感知セル２６の周囲の、ボンディングワイヤ２７間、導体リード構造の導体１４、１６の間の空間、および磁気コア６と導体との間の空間を比較的低い流体力で、満たすことができる。したがって、熱硬化性ポリマーは、リードフレーム導体構造間、特に一次導体と二次導体との間、および一次導体と磁気コアと感知セルとの間に、コンパクトで堅牢な構造で、優れた絶縁バリアを形成する。特に、熱硬化性外側オーバーモールド部分３４は、リードフレーム導体構造４への磁気コア６の特に堅牢で安定した固定を提供する。さらに、内部オーバーモールドの形成、リードフレームへの感知セルの接続、リードフレーム構造への磁気コアの成形、および外側オーバーモールド部分のその後のオーバーモールドは、有利には、リードフレーム導体構造がリードフレームにまだ取り付けられているブランクとして形成される間に行われて、構成要素の正確な組み立ておよび製造プロセスの効率を容易にすることができる。

図４ａおよび図５ａに最もよく示されているように、リードフレーム導体構造は、一次導体および二次導体が金属薄板のストリップ４１の平面内にある状態で平坦な形状である。外側オーバーモールド部分３４の形成後、一次導体１４および二次導体１６は、電流変換器２がリードフレーム金属ストリップ４１から切断される前に、金属薄板のストリップ４１から切断され（図４ｂおよび図４ｃ）、それらの最終形状に曲げられ得る（図４ｄ）。

図４ａに示すように、リードフレーム導体構造は、一次導体ブリッジアタッチメント４２ａ、二次電流導体ブリッジアタッチメント４２ｂ、および変換器支持アタッチメント部４２ｃを含む、複数のブリッジアタッチメント４２ａ、４２ｂ、４２ｃを介してリードフレーム４０に接続される。さらに、リードフレーム導体構造は、導体端部アタッチメント４３ａ、４３ｂ、すなわち一次導体端部アタッチメント４３ａおよび二次導体端部アタッチメント４３ｂを介してリードフレームに接続されている。図４ｂに示されるような、次のステップでは、一次導体および二次導体は、図５ａおよび図５ｂに最も良く示されるように、種々の関連する切断ダイ４５によってリードフレームストリップ４１から切り離される。

二次導体とリードフレームストリップ４１との間、および一次導体とリードフレームストリップ４１との間の種々のブリッジアタッチメント４２ａ、４２ｂは、上述したスタンピングならびにその後の成形および組立ステップの間に、導体リードフレーム構造を安定させ、その安定した位置を提供する働きをする。

次いで、一次導体および二次導体は、外部回路基板に接続するために、図４ｄに示すように、それらの最終形状に曲げられてもよく、一方、変換器はリードフレームストリップ４１に接続されたままである。次のステップでは、変換器支持アタッチメント４２ｃを切断することによって、変換器をリードフレームストリップ４１から切断し得る。

したがって、効率的、正確かつ経済的な製造プロセスにおいて、リードフレーム導体構造を備えた、特に堅牢で、十分に絶縁されたコンパクトな変換器を提供することができる。

〔使用される参照符号のリスト〕
電流変換器２
リードフレーム導体構造４
一次導体１４
横方向エクステンションアーム１３
中央部分１５
（回路基板）接続端部１７
二次（磁場検出器）導体１６
（回路基板）接続端部１９
感知セル接続パッド２１
磁気コア６
中央通路１８
磁気回路ギャップ２２
端部分岐部６ａ
横方向分岐部６ｂ、６ｃ
自由端部２４
磁場検出器８
感知セル２６
接続部（ボンドワイヤ）２７
絶縁体１０
内側オーバーモールド部分２０
一次部分３０
二次部分３１
コアガイド３２
ベース３２ａ
開口部３３
横方向ガイド３２ｂ
外側オーバーモールド部分３４
リードフレーム４０
金属薄板のストリップ４１
ブリッジアタッチメント４２
一次導体ブリッジアタッチメント４２ａ
二次導体ブリッジアタッチメント４２ｂ
変換器支持アタッチメント４２ｃ
導体端部アタッチメント４３
一次導体端部４３ａ
二次導体端部４３ｂ
スタンピング（切断）ダイ４５
外部回路基板
接触パッド

〔実施の態様〕
（１） 電流変換器において、
絶縁体（１０）と、中央通路（１８）および磁気回路ギャップ（２２）を含む磁気コア（６）と、前記磁気回路ギャップ内に位置付けられた磁場検出器（８）と、測定される電流を搬送するための一次導体（１４）および前記磁場検出器を外部回路に接続するための二次導体（１６）を含む金属薄板リードフレーム導体構造（４）と、を含み、
前記一次導体は、前記磁気コアの前記中央通路を通って延びる中央部分（１５）と、前記中央部分の両端部から延びる横方向エクステンションアーム（１３）と、外部導体に接続される接続端部（１７）と、を含み、
前記二次導体は複数の導体を含み、各導体は、前記一次導体の前記中央部分と実質的に整列された感知セル接続パッド（２１）と、前記外部回路に接続される接続端部（１９）と、を含み、
前記絶縁体は、電流変換器、前記一次導体の前記中央部分（１５）を囲む内側オーバーモールド部分（２０）を含み、
前記絶縁体は、前記内側オーバーモールド部分、前記磁気コア、磁場センサ、および前記リードフレーム導体構造の中央部分の上に成形された外側オーバーモールド部分（３４）をさらに含み、前記内側オーバーモールド部分（３０）は、熱可塑性ポリマーを含むか、または熱可塑性ポリマーからなり、前記外側オーバーモールド部分（３４）は、熱硬化性ポリマーを含むか、または熱硬化性ポリマーからなることを特徴とする、電流変換器。
（２） 前記熱可塑性ポリマーは、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＡ（ポリアミド）を含む群から選択されている、実施態様１に記載の電流変換器。
（３） 前記熱硬化性ポリマーは、半導体グレードのエポキシ成形化合物である、実施態様１または２に記載の電流変換器。
（４） 前記内側オーバーモールド部分は、前記一次導体の前記中央部分（１５）上に成形された一次部分（３０）を含み、前記一次部分は、前記リードフレーム導体構造に対して磁気コア分岐部を横から位置付けるために、前記磁気コア分岐部の両側面に係合する横方向ガイドエッジ（３２ｂ）を含むコアガイド（３２）を含む、実施態様１から３のいずれかに記載の電流変換器。
（５） 前記コアガイド（３２）は、前記磁気コアの横方向分岐部（６ｂ）を、接触して位置付けるように配置されたベース層（３２ａ）を含む、実施態様４に記載の電流変換器。

（６） 前記内側オーバーモールド部分は、前記一次部分（３０）および前記コアガイド（３２）からなる、実施態様４または５に記載の電流変換器。
（７） 前記コアガイド（３２）は、前記磁場検出器（８）の前記感知セル（２６）が装着され接続される側面（４ａ）と反対側の前記導体リード構造の一方の側面（４ｂ）に設けられている、実施態様４、５または６に記載の電流変換器。
（８） 前記磁場検出器（８）の前記感知セル（２６）が装着される前記リードフレーム導体構造の前記側面（４ａ）において、前記磁気コア分岐部（６ｂ）は、ギャップ（３５）によって前記内側オーバーモールド部分（３０）から分離され、前記ギャップは、前記外側オーバーモールド部分（３４）の材料で充填されている、実施態様７に記載の電流変換器。
（９） 前記外側オーバーモールド部分は、前記磁気コアおよび前記内側オーバーモールド部分を完全に封入する、実施態様１から８のいずれかに記載の電流変換器。
（１０） 前記感知セル（２６）は、ボンドワイヤ接続部（２７）を介して前記二次導体（１６）に接続されている、実施態様１から９のいずれかに記載の電流変換器。

（１１） 実施態様１から１０のいずれかに記載の電流変換器を製造する方法において、
ａ）金属薄板のストリップ（４１）で作られたリードフレーム（４０）内に前記リードフレーム導体構造（４）のブランクをスタンピングまたはエッチングすることであって、前記ブランクは、前記リードフレーム金属薄板ストリップにブリッジアタッチメント（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）で接続される、ことと、
ｂ）前記一次導体の中央部分（１５）と前記二次導体の一部分とをオーバーモールドして前記内側オーバーモールド部分（３０）を形成することと、
ｃ）その後、前記感知セル（２６）を前記導体リードフレーム構造に装着し、前記感知セルを前記二次導体（１６）の感知接続パッド（２１）に接続することと、
ｄ）その後、前記磁気コア（６）を前記内側オーバーモールド部分（２０）に装着し、オプションとして、これを、分配された量の接着剤を用いて、またはクリップによって固定することと、
ｅ）その後、前記磁気コア、前記感知セル、および前記内側オーバーモールド部分（２１）の周囲で前記外側オーバーモールド部分（３４）をオーバーモールドすることと、
ｆ）オプションとして、その後、前記リードフレームの露出部分にめっきすることと、
ｇ）その後、前記一次導体および前記二次導体の前記接続端部（１７、１９）をスタンピングおよび形成することと、
ｈ）その後、前記変換器を前記リードフレーム金属薄板ストリップから切り離すことと、
を含む、方法。
（１２） 前記内側オーバーモールド部分は、熱可塑性ポリマーの射出成形によって形成される、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記外側オーバーモールド部分が、熱硬化性ポリマーのトランスファー成形によって形成される、実施態様１１または１２に記載の方法。

Claims (13)

1. 電流変換器において、
   絶縁体（１０）と、中央通路（１８）および磁気回路ギャップ（２２）を含む磁気コア（６）と、前記磁気回路ギャップ内に位置付けられた磁場検出器（８）と、測定される電流を搬送するための一次導体（１４）および前記磁場検出器を外部回路に接続するための二次導体（１６）を含む金属薄板リードフレーム導体構造（４）と、を含み、
   前記一次導体は、前記磁気コアの前記中央通路を通って延びる中央部分（１５）と、前記中央部分の両端部から延びる横方向エクステンションアーム（１３）と、外部導体に接続される接続端部（１７）と、を含み、
   前記二次導体は複数の導体を含み、各導体は、前記一次導体の前記中央部分と実質的に整列された感知セル接続パッド（２１）と、前記外部回路に接続される接続端部（１９）と、を含み、
   前記絶縁体は、前記一次導体の前記中央部分（１５）を囲む内側オーバーモールド部分（２０）を含み、
   前記絶縁体は、前記内側オーバーモールド部分、前記磁気コア、前記磁場検出器、および前記リードフレーム導体構造の中央部分の上に成形された外側オーバーモールド部分（３４）をさらに含み、前記内側オーバーモールド部分（２０）は、熱可塑性ポリマーを含むか、または熱可塑性ポリマーからなり、前記外側オーバーモールド部分（３４）は、熱硬化性ポリマーを含むか、または熱硬化性ポリマーからなることを特徴とし、
   前記磁場検出器（８）の全体が、前記内側オーバーモールド部分（２０）の外側に配置されている、電流変換器。
2. 前記熱可塑性ポリマーは、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＡ（ポリアミド）を含む群から選択されている、請求項１に記載の電流変換器。
3. 前記熱硬化性ポリマーは、半導体グレードのエポキシ成形化合物である、請求項１または２に記載の電流変換器。
4. 前記内側オーバーモールド部分は、前記一次導体の前記中央部分（１５）上に成形された一次部分（３０）を含み、前記一次部分は、前記リードフレーム導体構造に対して磁気コア分岐部を横から位置付けるために、前記磁気コア分岐部の両側面に係合する横方向ガイドエッジ（３２ｂ）を含むコアガイド（３２）を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の電流変換器。
5. 前記コアガイド（３２）は、前記磁気コアの横方向分岐部（６ｂ）を、接触して位置付けるように配置されたベース層（３２ａ）を含む、請求項４に記載の電流変換器。
6. 前記内側オーバーモールド部分は、前記一次部分（３０）および前記コアガイド（３２）からなる、請求項４または５に記載の電流変換器。
7. 前記コアガイド（３２）は、前記磁場検出器（８）の前記感知セル（２６）が装着され接続される側面（４ａ）と反対側の前記導体リード構造の一方の側面（４ｂ）に設けられている、請求項４、５または６に記載の電流変換器。
8. 前記磁場検出器（８）の前記感知セル（２６）が装着される前記リードフレーム導体構造の前記側面（４ａ）において、前記磁気コア分岐部（６ｂ）は、ギャップ（３５）によって前記内側オーバーモールド部分（２０）から分離され、前記ギャップは、前記外側オーバーモールド部分（３４）の材料で充填されている、請求項７に記載の電流変換器。
9. 前記外側オーバーモールド部分は、前記磁気コアおよび前記内側オーバーモールド部分を完全に封入する、請求項１から８のいずれか一項に記載の電流変換器。
10. 前記感知セル（２６）は、ボンドワイヤ接続部（２７）を介して前記二次導体（１６）に接続されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の電流変換器。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の電流変換器を製造する方法において、
    ａ）金属薄板のストリップ（４１）で作られたリードフレーム（４０）内に前記リードフレーム導体構造（４）のブランクをスタンピングまたはエッチングすることであって、前記ブランクは、前記リードフレーム金属薄板ストリップにブリッジアタッチメント（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）で接続される、ことと、
    ｂ）前記一次導体の中央部分（１５）と前記二次導体の一部分とをオーバーモールドして前記内側オーバーモールド部分（２０）を形成することと、
    ｃ）その後、前記感知セル（２６）を前記導体リードフレーム構造に装着し、前記感知セルを前記二次導体（１６）の感知接続パッド（２１）に接続することと、
    ｄ）その後、前記磁気コア（６）を前記内側オーバーモールド部分（２０）に装着し、オプションとして、これを、分配された量の接着剤を用いて、またはクリップによって固定することと、
    ｅ）その後、前記磁気コア、前記感知セル、および前記内側オーバーモールド部分（２０）の周囲で前記外側オーバーモールド部分（３４）をオーバーモールドすることと、
    ｆ）オプションとして、その後、前記リードフレームの露出部分にめっきすることと、
    ｇ）その後、前記一次導体および前記二次導体の前記接続端部（１７、１９）をスタンピングおよび形成することと、
    ｈ）その後、前記変換器を前記リードフレーム金属薄板ストリップから切り離すことと、
    を含む、方法。
12. 前記内側オーバーモールド部分は、熱可塑性ポリマーの射出成形によって形成される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記外側オーバーモールド部分が、熱硬化性ポリマーのトランスファー成形によって形成される、請求項１１または１２に記載の方法。

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