KR20080086919A - 집적 센서의 배치 - Google Patents

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마이클 씨. 두그
윌리엄 피. 테일러
비제이 망타니
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알레그로 마이크로시스템스 인코포레이티드
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Abstract

집적 회로는 자기장 감지 소자를 지지하는 제1 기판과 다른 자기장 감지 소자를 지지하는 제2 기판을 구비한다. 제1 및 제2 기판들은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 집적 회로는 표면들에 배치된 제1 자기장 감지 소자와 제2 자기장 감지 소자를 구비한다.

Description

집적 센서의 배치{ARRANGEMENTS FOR AN INTEGRATED SENSOR}
본 발명은 일반적으로 집적 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기(magnetic) 감지(sensing) 소자를 구비하는 집적 회로에 관한 것이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 종래의 전류 센서 중의 한 타입은 컨덕터를 통과하는 전류에 따른 자기장에 응답하는 전압을 생성하는 홀 효과(Hall effect) 소자를 사용한다. 이 타입의 전형적인 전류 센서는 회로 기판과 같은 절연체 위에 실장되는 홀 효과 소자를 포함한다. 전형적으로, 철심 코어(플럭스 집중기)가 상기 홀 효과 소자의 부근에 사용된다.
종래의 전류 센서의 다른 타입은 자기저항 소자를 사용하는데, 이러한 자기저항 소자는 컨덕터를 통과하는 전류에 따른 자기장에 응답하여 저항을 변화시킨다. 고정된 전기장에 의한 전류가 상기 자기저항 소자를 통과하고, 그에 따라서 자기장에 비례하는 전압 출력 신호가 생성된다. 이러한 타입의 종래의 전류 센서는 회로 기판과 같은 절연 물질 위에 실장되는 이방성(anisotropic) 자기저항(AMR) 요소를 사용한다.
감도와 선형성을 포함하는 다양한 파라미터들이 전류 센서의 성능을 특징짓는다. 감도는 자기장의 변화에 응답하는 자기저항 소자의 저항의 변화 또는 홀 효 과 소자로부터의 출력 전압의 변화와 관계된다. 선형성은 자기저항 소자의 저항 또는 홀 효과 소자로부터의 출력 전압이 자기장과 직선적으로 비례하는 정도와 관계된다.
다양한 타입의 자기장 감지 소자들, 예를 들어 홀 효과 소자 및 자기저항 소자들은 자기장에 응답하여 서로 다른 감도, 서로 다른 선형성 및 서로 다른 히스테리 특성을 포함하는 서로 다른 특성들을 갖는 것으로 알려져 있다. 홀 효과 소자와 같은 타입의 자기장 감지 요소는 실리콘(Si) 및 갈륨비소(GaAs)와 같은 다른 물질로 구성되는 기판상에 형성될 때 실질적으로 다른 감도를 가지는 것으로 알려져 있다.
전형적인 전류 센서들은 높이와 회로 기판 측면에서 크기가 바람직하지 않게 증가하는 경향이 있다. 또한 전형적인 전류 센서들은 다이나믹 레인지(동적 범위)에서 포화되는 경향이 있다. 예를 들어 전형적인 전류 센서들은 큰 자기장을 생성하는 큰 전류에서 포화되는 경향이 있고, 또한 작은 자기장을 생성하는 작은 감지 전류에서는 정확성이 떨어지는 경향이 있다. 그러므로 감소된 크기와 향상된 정확도 및/또는 향상된 다이나믹 레인지를 갖는 전류 센서의 필요성이 대두된다.
상기 종래의 전류 센서들이 여러 가지 문제점을 가지는 것으로 기술되었지만, 종래의 외부 자기장 센서들 및 종래의 전기 신호 아이솔레이터들도 동일한 문제점을 가지고 있다. 따라서 감소된 크기와 향상된 정확도 및/또는 향상된 다이나믹 레인지를 갖는 외부 자기장 센서와 전기 신호 아이솔레이터의 필요성이 또한 대두된다.
본 발명의 일 측면에 따르면 집적 회로는 리드 프레임(lead frame)과 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하고, 상기 리드 프레임에 연결되는 제1 기판을 포함한다. 상기 집적 회로는 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판을 구비하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제1 표면은 상기 제1 기판의 제1 표면과 근접하고, 상기 제2 기판의 제2 표면은 상기 제2 기판의 제1 표면으로부터 떨어지도록 연결된다. 상기 집적 회로는 상기 제1 기판의 제1 표면에 배치되는 전자 소자(component) 및 상기 제2 기판의 제1 표면에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 집적 회로는 리드 프레임과 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판을 포함한다. 상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 제1 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결된다. 상기 집적 회로는 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판을 포함한다. 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 제1 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제1 표면이 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 연결된다. 상기 집적 회로는 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자 및 상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르는 집적 회로는 리드 프레임 및 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판을 포함한다. 상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 제1 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결된다. 상기 집적 회로는 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 제2 기판의 제1 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임에 연결된다. 상기 집적 회로는 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자, 상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자 및 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 집적 회로는 리드 프레임 및 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 베이스 기판을 포함한다. 상기 베이스 기판은 상기 베이스 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 베이스 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결된다. 상기 집적 회로는 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판을 포함한다. 상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 제1 기판의 제1 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결된다. 상기 집적 회로는 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 제2 기판의 제1 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결된다. 상기 집적 회로는 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자 및 상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 집적 회로는 리드 프레임 및 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 베이스 기판을 포함한다. 상기 베이스 기판은 상기 베이스 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 베이스 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결된다. 상기 집적 회로는 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판을 포함한다. 상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 제1 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결된다. 상기 집적 회로는 서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제1 표면이 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결된다. 상기 집적 회로는 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자 및 상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 집적 회로는 자기장에 제1 감도를 갖는 제1 자기장 감지 소자 및 상기 자기장에 상기 제1 감도와는 다른 제2 감도를 갖는 제2 자기장 감지 소자를 포함한다. 상기 집적 회로는 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들에 연결되고, 상기 자기장에 응답하여 제1 감도 레인지와 상기 제1 감도 레인지와는 다른 제2 감도 레인지를 상기 집적 회로에 제공하는 회로를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 집적 회로는 제1 기판, 상기 제1 기판의 표면 상에 배치되는 회로 소자, 상기 제1 기판과 연결되는 제2 기판 및 상기 제2 기판의 표면 상에 배치되는 홀 효과 소자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 집적 회로는 제1 기판, 상기 제1 기판의 표면 상에 배치되는 회로 소자, 상기 제1 기판의 표면 상에 배치되는 홀 효과 소자, 상기 제1 기판과 연결되는 제2 기판 및 상기 제2 기판의 표면 상에 배치되는 자기저항 소자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 집적 회로는 기판, 상기 기판의 표면 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자 및 상기 기판의 표면 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 포함하고, 상기 제2 자기장 감지 소자는 상기 제1 자기장 감지 소자와 다른 구조를 갖는다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들은 도면들 및 상세한 설명과 함께 설명된다. 본 발명의 다른 특징들, 목적들 및 이점들은 상기 도면들, 상기 상세한 설명 및 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1은 제1 기판과 플립-칩인 제2 기판을 구비하는 집적 회로를 나타낸다.
도 1A는 도 1의 집적 회로의 단면도이다.
도 2는 제1 및 제2 기판들을 구비하는 다른 집적 회로를 나타낸다.
도 2A는 도 2의 집적 회로의 단면도이다.
도 3은 제1 및 제2 기판들을 구비하는 다른 집적 회로를 나타낸다.
도 3A는 도 3의 집적 회로의 단면도이다.
도 4는 제1 및 제2 기판들과 베이스 기판을 구비하는 다른 집적 회로를 나타낸다.
도 4A는 도 4의 집적 회로의 단면도이다.
도 5는 제1 및 제2 기판들과 베이스 기판을 구비하는 다른 집적 회로를 나타낸다.
도 5A는 도 5의 집적 회로의 단면도이다.
도 6은 제1 및 제2 기판을 구비하는 예시적인 집적 전류 센서와 집적된 전류-전달 컨덕터를 나타내는 확대도이다.
도 7은 제1 및 제2 기판을 구비하는 예시적인 집적 전류 센서와 커플링되는 리드 프레임들로 형성된 집적된 전류-전달 컨덕터를 나타낸다.
도 7A는 도 7의 집적 회로의 단면도이다.
도 8은 제1 및 제2 기판을 구비하는 예시적인 집적 전류 센서와 세 개의 자기장 센서들 및 커플링되는 리드 프레임들로 형성된 집적된 전류-전달 컨덕터를 나타낸다.
도 8A는 도 8의 집적 회로의 단면도이다.
본 발명의 실시예들에 대하여 상술하기 전에 개념들 및 용어들에 대하여 먼저 설명한다. 본 실시예들에서 사용되는 "자기장 감지 소자"는 자기장에 응답하고 자기장을 측정하는데 사용될 수 있는 전자 소자를 기술하는데 사용된다. 상기 자기장 감지 소자는 홀 효과 소자 및 자기저항 소자와 같은 타입들을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 홀 효과 소자는 수평형 또는 수직형 타입일 수 있다. 상기 자기저항 소자는 거대 자기저항(giant magnetoresistance: GMR) 소자, 이방성 자기저항(anisotropic magnetoresistance: AMR) 소자 및 터널링 자기저항(tunneling magnetoresistance: TMR) 소자를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
"자기장 센서"는 자기장 감지 소자를 포함하여 자기장에 응답하고, 자기장을 측정할 수 있는 전자 회로를 기술하는데 사용된다. "전류 센서"는 자기장 감지 소자를 포함하여 컨덕터의 전류에 응답하고 컨덕터의 전류를 측정할 수 있는 전자 회로를 기술하는데 사용된다.
컨덕터 내의 전류는 전류가 흐르는 방향 주위에 원형으로 자기장을 생성하는 것이 알려져 있다. 그러므로 전류 센서에서 사용되는 자기장 감지 소자는 컨덕터 내를 흐르는 전류를 측정하는데 사용될 수 있다. 하지만 자기장 센서에서 사용되는 자기장 감지 소자는 다른 자기장, 예를 들어 지구와 관련된 자기장을 측정하는데 사용될 수 있다.
동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호가 사용되는 도 1 및 1A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 집적 회로(10)는 여기서는 그 일부분이 도시된 리드 프레임(12)을 포함한다. 리드 프레임은 베이스 플레이트와 연관된 리드들을 포함할 수 있다. 리드들은 도 1 및 1A에는 도시되지 않는다.
상기 집적 회로(10)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(14a, 14b)을 구비하는 제1 기판(14)도 또한 포함한다. 상기 제1 기판(14)은 제1 기판(14)의 제2 표면(14b)이 리드 프레임(12) 상부에 있고, 제1 기판(14)의 제1 표면(14a)이 제1 기판(14)의 제2 표면(14b)의 상부에 있도록 리드 프레임(12)에 연결된다.
상기 집적 회로(10)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(26a, 26b)을 구비하는 제2 기판(26)도 또한 포함한다. 상기 제1 기판(14)과 상기 제2 기판(26)은 제2 기판(26)의 제1 표면(26a)이 제1 기판(14)의 제1 표면(14a) 상부에 위치하고, 제2 기판(26)의 제2 표면(26b)이 제2 기판(26)의 제1 표면(26a) 상부에 위치하도록 연결된다.
상기 제1 및 제2 기판들(14, 26)은 각각 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리를 포함하는 여러 가지 물질들로 구성될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 및 제2 기판들(14, 26)은 각각 동일한 물질들로 구성될 수도 있고, 서로 다른 물질들로 구성될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판(14)은 실리콘으로 구성될 수 있고, 상기 제2 기판(26)은 갈륨비소로 구성될 수 있다.
상기 제2 기판(26)의 제1 표면(26a)은 솔더 볼, 골드 범프, 공융 또는 하이 리드(high lead) 솔더 범프, 무-리드(no-lead) 솔더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 중의 하나로 상기 제1 기판(14)의 제1 표면(14a)과 연결될 수 있다. 4 가지의 이러한 연결들(34a~34d)이 도시되어 있다. 하지만 상기 집적 회로(10)는 상기 4 가지의 연결들보다 많거나 적은 연결을 포함할 수 있다.
상기 집적 회로(10)는 상기 제1 기판(14)의 제1 표면(14a) 위에 위치하는 적어도 하나의 전자 소자(18)를 또한 포함한다. 상기 전자 소자(18)는 저항, 커패시터, 인덕터와 같은 수동 전자 소자를 포함할 수도 있고, 트랜지스터, 증폭기 또는 다른 집적 회로와 같은 능동 전자 소자도 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다.
상기 집적 회로(10)는 상기 제2 기판(26)의 제1 표면(26a) 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자(30)를 또한 포함한다. 상기 제1 기판(14)에 대한 상기 제2 기판(26)의 이러한 배치는 소위 "플립-칩(flip-flop)" 배치라 한다.
실시예에 따라서는, 상기 집적 회로(10)는 상기 제1 기판(14)의 제1 표면(14a) 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자(20)를 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(30, 20)은 각각 위에서 기술된 바와 같이 홀 효과 소자 또는 자기저항 소자 중 하나일 수 있다. 실시예에 따라서는, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(30, 20)은 각각 동일한 타입의 자기장 감지 소자일 수 있고 다른 실시예에 따라서는 서로 다른 자기장 감지 소자일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자(30)는 홀 효과 소자이고, 상기 제2 자기장 감지 소자(20)는 자기저항 소자, 예를 들어 거대자기저항(GMR)이 다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(30, 20)은 각각 모두 홀 효과 소자이고, 상기 제1 기판(14)은 실리콘으로 구성되고, 상기 제2 기판(26)은 갈륨비소(GaAs)로 구성된다. 실시예에 따라서는 상기 제2 자기장 감지 소자(20)는 없을 수도 있다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(10)는 제1 및 제2 플럭스 집중기들(32, 22) 중 하나 이상을 또한 포함할 수도 있고, 상기 제1 및 제2 플럭스 집중기들(32, 22)은 각각이 관계되는 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(30, 20) 각각에 근접하여 배치된다. 페라이트(ferrite), 퍼멀로이(Permalloy), 또는 다른 연 자성 물질들과 같은 물질들은 플럭스를 집중시키는 경향이 있고, 그 결과로 그 근접부는 자기장이 증가하게 된다. 따라서 상기 플럭스 집중기들(32, 22)은 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(30, 20)의 부근에 증가된 자기장을 공급할 수 있고, 그 결과로 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(30, 20)은 예를 들어 컨덕터 내의 전류로 인한 자기장과 같은 자기장에 대한 감도가 증가하게 된다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(10)는 상기 제2 기판(26) 상에 형성되는 제1 저항(28)과 상기 제1 기판(14) 상에 형성되는 제2 저항(24) 중 하나 이상을 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 저항들(28, 24)은 각각 상기 제1 및 제2 기판들(14, 26) 각각의 시간에 대한 또는 온도에 대한 저항 변화를 측정하는데 사용될 수 있다. 저항 변화를 측정하는데 사용하기 위한 목적으로 상기 저항들(24, 28)로 회로를 구성하는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들에게 자명하다. 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 저항들(28, 24) 중 하나는 없을 수 있고, 상기 제1 및 제 2 저항들(28, 24) 중 나머지 하나는 상기 제1 및 제2 기판들(14, 26) 각각 중 하나의 저항 변화를 감지하는데 사용될 수 있다.
상기 집적 회로(10)는 복수의 본딩 패드들을 포함할 수 있고, 여기서는 본딩 패드들(16a~16c)이 도시되어 있다. 본드 와이어들(40a~40c)은 제1 및/또는 제2 기판들(14, 26) 각각을 리드 프레임(12)의 리드들(미도시)에 연결할 수 있다.
이러한 배치에서는, 상기 제1 및 제2 기판들(14, 26)을 각각 싸는 플라스틱과 같은 패키징 물질(미도시)들은 상기 제2 기판(26)에 스트레스(stress)와 스트레인(strain)을 유발할 수 있다는 것이 알려져 있다. 상기 유발되는 스트레스와 스트레인은 상기 제2 기판(26)과 연결되어 있는 상기 자기장 감지 소자(30)의 감도와 선형성에 영향을 미칠 수 있다. 상기 플립-칩 배치는 상기 자기장 감지 소자(30)가 상기 패키징 물질과 직접적으로 접촉하는 것을 방지하여 스트레스와 스트레인을 감소시킨다. 실시예에 있어서, 상기 스트레스와 스트레인을 더 감소시키기 위하여, 상기 집적 회로(10)는 상기 제1 기판(14)의 제1 표면(14a)과 상기 제2 기판(26)의 제1 표면(26a) 사이에 배치되는 다 채워지지 않은(언더필; underfill) 물질(42)을 포함할 수 있다. 상기 언더필 물질(42)은 플라스틱과 같은 상기 패키징 물질을 상기 자기장 감지 소자(30)와 떨어지도록 하여 상기 자기장 감지 소자(30) 및 상기 제2 기판(26)에 대한 스트레스와 스트레인을 더 감소시킬 수 있다.
상기 언더필 물질(42)은 예를 들어 뉴 저지에 위치한 Cookson Eelctronics Equipment사의 Staychip(등록상표) NUF-31071 언더필 물질로 구성될 수 있다.
다양한 절연층들(미도시)이 상기 집적 회로(10)의 일 부분을 다른 부분과 전 기적으로 차단하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 절연층(미도시)이 상기 제1 기판(14)의 제1 표면(14a)과 상기 플럭스 집중기(22) 사이에 배치될 수 있다. 또한 절연층(미도시)이 상기 제2 기판(26)의 제2 표면(26b)과 상기 플럭스 집중기(22) 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 플럭스 집중기(32)는 상기 제2 기판(26)의 제1 표면(26a)에 근접하여 배치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 상기 플럭스 집중기들은 상기 제2 기판(26)의 제1 및 제2 표면들(26a, 26b) 상에 각각 배치될 수 있다.
제2 자기장 감지 소자(20)를 구비하는 경우에, 실시예에 있어서, 상기 제2 자기장 감지 소자(20)는 제1 자기장 감지 소자(30)와는 자기장(즉, 전류)에 대하여 다른 감도를 가질 수 있다. 따라서 제2 자기장 감지 소자(20)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(10)는 하나 이상의 "레인지(range)" 즉, 확장된 레인지를 구비할 수 있다. 그러므로 제2 자기장 감지 소자(20)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(10)는 더 큰 폭의 감지된 전류, 즉 더 큰폭의 자기장의 세기에서 동작할 수 있다.
상기 제2 기판(26)이 갈륨비소로 구성되고, 상기 제1 기판(14)이 실리콘으로 구성되며, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(30, 20)이 모두 홀 효과 소자인 경우에, 상기 제1 자기장 감지 소자(30)의 감도는 상기 제2 자기장 감지 소자(20)의 감도보다 더 높다. 따라서 홀 효과 소자만을 사용하여도 확장된 레인지에서 동작할 수 있다.
또한 상기 제2 기판(26)이 갈륨비소로 구성되고, 상기 제1 자기장 감지 소 자(30)가 홀 효과 소자이고, 상기 제1 기판(14)이 실리콘으로 구성되고, 상기 제2 자기장 감지 소자(20)가 없는 경우에, 실리콘 기판과 홀 효과 소자를 구비하는 배치보다 더 높은 감도를 달성할 수 있다. 이러한 배치에서는 상기 실리콘 기판(14) 상에 회로(18)를 배치하면 비용면에서도 이득을 달성할 수 있다.
상기 제1 기판(14)의 제1 표면(14a)이 리드 프레임(12)으로부터 떨어져 위치하는 상기 제1 기판(14a)이 전통적으로 상기 리드 프레임(12)에 실장되도록 도시되었지만, 다른 실시예에서는, 상기 제1 기판(14)은 상기 리드 프레임(12)에 대하여 플립될 수 있다. 이러한 배치에서는, 상기 제1 기판(14)의 제1 표면(14a)은 상기 리드 프레임(12)에 인접하고, 솔더 볼, 골드 범프, 공융 또는 고납(high lead) 솔더 범프, 납을 포함하지 않은(no-lead) 솔더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 중의 하나로 리드 프레임(12)에 연결된다. 이러한 배치들에서는 상기 제2 기판(26)의 제1 표면(126a)은 도시된 바와 같이 제1 기판(14)의 제1 표면(14a)에 계속 연결되고, 상기 제1 및 제2 기판들(14, 26)의 제1 표면들(14a, 26a)은 각각 서로 근접한다.
동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호가 사용되는 도 2 및 2A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 집적 회로(50)는 도 1 및 1A의 집적 회로(10)와 플립 칩 배치를 제외하고는 유사한 면들을 포함한다.
상기 집적 회로(50)는 리드 프레임(52)을 포함한다. 상기 집적 회로(50)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(54a, 54b)을 구비하는 제1 기판(54)도 또한 포함한다. 상기 제1 기판(54)은 제1 기판(54)의 제2 표면(54b)이 리드 프레임(52) 상부 에 있고, 제1 기판(54)의 제1 표면(54a)이 제1 기판(54)의 제2 표면(54b)의 상부에 있도록 리드 프레임(52)에 연결된다.
상기 집적 회로(50)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(66a, 66b)을 구비하는 제2 기판(66)도 또한 포함한다. 상기 제1 기판(54)과 상기 제2 기판(66)은 제2 기판(66)의 제1 표면(66a)이 제1 기판(54)의 제1 표면(54a) 상부에 위치하고, 제2 기판(66)의 제2 표면(66b)이 제2 기판(66)의 제1 표면(66a) 상부에 위치하도록 연결된다.
상기 제1 및 제2 기판들(54, 66)은 각각 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리를 포함하는 여러 가지 물질들로 구성될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 및 제2 기판들(64, 66)은 각각 동일한 물질들로 구성될 수도 있고, 서로 다른 물질들로 구성될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판(64)은 실리콘으로 구성될 수 있고, 상기 제2 기판(66)은 갈륨비소로 구성될 수 있다.
상기 제2 기판(66)의 제1 표면(66a)은 와이어 본드들(74a~74d) 상기 제1 기판(54)의 제1 표면(54a)과 연결될 수 있다. 4 가지의 이러한 연결들(74a~74d)이 도시되어 있다. 하지만 상기 집적 회로(50)는 상기 4 가지의 연결들보다 많거나 적은 연결을 포함할 수 있다.
상기 집적 회로(50)는 상기 제1 기판(54)의 제1 표면(54a) 위에 위치하는 적어도 하나의 전자 소자(56)를 또한 포함한다. 상기 전자 소자(56)는 저항, 커패시 터, 인덕터와 같은 수동 전자 소자를 포함할 수도 있고, 트랜지스터, 증폭기 또는 다른 집적 회로와 같은 능동 전자 소자도 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다.
상기 집적 회로(50)는 상기 제2 기판(66)의 제1 표면(66a) 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자(70)를 또한 포함한다.
실시예에 따라서는, 상기 집적 회로(50)는 상기 제1 기판(54)의 제1 표면(54a) 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자(58)를 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(70, 58)은 각각 위에서 기술된 바와 같이 홀 효과 소자 또는 자기저항 소자 중 하나일 수 있다. 실시예에 따라서는, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(70, 58)은 각각 동일한 타입의 자기장 감지 소자일 수 있고 다른 실시예에 따라서는 서로 다른 자기장 감지 소자일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자(70)는 홀 효과 소자이고, 상기 제2 자기장 감지 소자(58)는 자기저항 소자, 예를 들어 거대자기저항(GMR) 소자이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(70, 58)은 각각 모두 홀 효과 소자이고, 상기 제1 기판(54)은 실리콘으로 구성되고, 상기 제2 기판(66)은 갈륨비소(GaAs)로 구성된다. 실시예에 따라서는 상기 제2 자기장 감지 소자(58)는 없을 수도 있다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(50)는 제1 및 제2 플럭스 집중기들(71,59) 중 하나 이상을 또한 포함할 수도 있고, 상기 제1 및 제2 플럭스 집중기들(71, 59)은 각각이 관계되는 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(70, 58) 각각에 근접하여 배치 된다. 상기 플럭스 집중기들(71, 59)은 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(70, 58)의 부근에 증가된 자기장을 공급할 수 있고, 그 결과로 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(70, 58)은 예를 들어 컨덕터 내의 전류로 인한 자기장과 같은 자기장에 대한 감도가 증가하게 된다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(50)는 상기 제2 기판(66) 상에 형성되는 제1 저항(68)과 상기 제1 기판(54) 상에 형성되는 제2 저항(60) 중 하나 이상을 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 저항들(68, 60)은 각각 상기 제1 및 제2 기판들(54, 66) 각각의 시간에 대한 또는 온도에 대한 저항 변화를 측정하는데 사용될 수 있다. 도 1과 도 1A를 참조하여 설명한 것과 같이 저항 변화를 측정하는데 사용하기 위한 목적으로 상기 저항들(68, 60)로 회로를 구성하는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들에게 자명하다. 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 저항들(68, 60) 중 하나는 없을 수 있고, 상기 제1 및 제2 저항들(68, 60) 중 나머지 하나는 상기 제1 및 제2 기판들(54, 66) 각각 중 하나의 저항 변화를 감지하는데 사용될 수 있다.
상기 집적 회로(50)는 복수의 본딩 패드들을 포함할 수 있고, 여기서는 본딩 패드들(76a~76c)이 도시되어 있다. 본드 와이어들(78a~78c)은 제1 및/또는 제2 기판들(54, 66) 각각을 리드 프레임(52)의 리드들(미도시)에 연결할 수 있다.
다양한 절연층들이 상기 집적 회로(50)의 일 부분을 다른 부분과 전기적으로 차단하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 절연층(64)이 상기 제1 기판(54)의 제1 표면(54a)과 상기 제2 기판(66)의 제2 표면(66b) 사이에 배치될 수 있다.
제2 자기장 감지 소자(58)를 구비하는 경우에, 실시예에 있어서, 상기 제2 자기장 감지 소자(58)는 제1 자기장 감지 소자(70)와는 자기장(즉, 전류)에 대하여 다른 감도를 가질 수 있다. 따라서 제2 자기장 감지 소자(58)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(50)는 하나 이상의 "레인지(range)" 즉, 확장된 레인지를 구비할 수 있다. 그러므로 제2 자기장 감지 소자(58)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(50)는 더 큰 폭의 감지된 전류, 즉 더 큰 폭의 자기장의 세기에서 동작할 수 있다.
자기장 감지 소자들과 기판의 타입들의 조합에 대한 여러 실시예들이 도 1 및 도 1A를 참조하여 설명되었다. 적어도 동일한 조합이 상기 집적 회로(50)에 적용된다.
동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호가 사용되는 도 3 및 3A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 집적 회로(100)는 도 1 및 1A의 집적 회로(10)와 유사한 면들을 포함한다.
상기 집적 회로(100)는 리드 프레임(102)을 포함한다. 상기 집적 회로(100)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(114a, 114b)을 구비하는 제1 기판(114)도 또한 포함한다. 상기 집적 회로(100)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(104a, 104b)을 구비하는 제2 기판(104)도 또한 포함한다.
상기 제1 기판(114)은 제1 기판(114)의 제2 표면(114b)이 리드 프레임(102) 상부에 있고, 제1 기판(114)의 제1 표면(114a)이 제1 기판(114)의 제2 표면(114b)의 상부에 있도록 리드 프레임(102)에 연결된다. 상기 제2 기판(104)은 제2 기 판(104)의 제2 표면(104b)이 상기 리드 프레임(102) 상부에 있고, 상기 제2 기판(104)의 제1 표면(104a)이 2 기판(104)의 제2 표면(104b) 상부에 있도록 리드 프레임(102)에 연결된다.
상기 제1 및 제2 기판들(114, 104)은 각각 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리를 포함하는 여러 가지 물질들로 구성될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 및 제2 기판들(114, 104)은 각각 동일한 물질들로 구성될 수도 있고, 서로 다른 물질들로 구성될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판(114)은 실리콘으로 구성될 수 있고, 상기 제2 기판(104)은 갈륨비소로 구성될 수 있다.
상기 제2 기판(104)의 제1 표면(104a)은 와이어 본드들(112a~112d) 상기 제1 기판(114)의 제1 표면(114a)과 연결될 수 있다. 4 가지의 이러한 연결들(112a~112d)이 도시되어 있다. 하지만 상기 집적 회로(100)는 상기 4 가지의 연결들보다 많거나 적은 연결을 포함할 수 있다.
상기 집적 회로(100)는 상기 제1 기판(114)의 제1 표면(114a) 위에 위치하는 적어도 하나의 전자 소자(118)를 또한 포함한다. 상기 전자 소자(118)는 저항, 커패시터, 인덕터와 같은 수동 전자 소자를 포함할 수도 있고, 트랜지스터, 증폭기 또는 다른 집적 회로와 같은 능동 전자 소자도 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다.
상기 집적 회로(100)는 상기 제2 기판(104)의 제1 표면(104a) 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자(106)를 또한 포함한다.
실시예에 따라서는, 상기 집적 회로(100)는 상기 제1 기판(114)의 제1 표면(114a) 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자(116)를 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(106, 116)은 각각 위에서 기술된 바와 같이 홀 효과 소자 또는 자기저항 소자 중 하나일 수 있다. 실시예에 따라서는, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(106, 116)은 각각 동일한 타입의 자기장 감지 소자일 수 있고 다른 실시예에 따라서는 서로 다른 자기장 감지 소자일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자(106)는 홀 효과 소자이고, 상기 제2 자기장 감지 소자(116)는 자기저항 소자, 예를 들어 거대자기저항(GMR) 소자이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(106, 116)은 각각 모두 홀 효과 소자이고, 상기 제1 기판(114)은 실리콘으로 구성되고, 상기 제2 기판(104)은 갈륨비소(GaAs)로 구성된다. 실시예에 따라서는 상기 제2 자기장 감지 소자(116)는 없을 수도 있다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(100)는 제1 및 제2 플럭스 집중기들(미도시) 중 하나 이상을 또한 포함할 수도 있고, 상기 제1 및 제2 플럭스 집중기들(미도시)은 각각이 관계되는 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(106, 116) 각각에 근접하여 배치된다. 상기 플럭스 집중기들(미도시)은 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(106, 116)의 부근에 증가된 자기장을 공급할 수 있고, 그 결과로 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(106, 116)은 예를 들어 컨덕터 내의 전류로 인한 자기장과 같은 자기장에 대한 감도가 증가하게 된다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(100)는 상기 제2 기판(104) 상에 형성되는 제1 저항(108)과 상기 제1 기판(114) 상에 형성되는 제2 저항(120) 중 하나 이상을 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 저항들(108, 120)은 각각 상기 제1 및 제2 기판들(114, 104) 각각의 시간에 대한 또는 온도에 대한 저항 변화를 측정하는데 사용될 수 있다. 도 1과 도 1A를 참조하여 설명한 것과 같이 저항 변화를 측정하는데 사용하기 위한 목적으로 상기 저항들(108, 120)로 회로를 구성하는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들에게 자명하다. 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 저항들(108, 120) 중 하나는 없을 수 있고, 상기 제1 및 제2 저항들(108, 120) 중 나머지 하나는 상기 제1 및 제2 기판들(114, 104) 각각 중 하나의 저항 변화를 감지하는데 사용될 수 있다.
상기 집적 회로(100)는 복수의 본딩 패드들을 포함할 수 있고, 여기서는 본딩 패드들(124a~124c)이 도시되어 있다. 본드 와이어들(126a~126c)은 제1 및/또는 제2 기판들(114, 104) 각각을 리드 프레임(102)의 리드들(미도시)에 연결할 수 있다.
다양한 절연층들이 상기 집적 회로(100)의 일 부분을 다른 부분과 전기적으로 차단하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 절연층들(미도시)이 상기 제1 기판(114)의 제2 표면(114b)과 리드 프레임(102) 사이 및 제1 기판(104)의 제2 표면(104b)와 상기 리드 프레임(102) 사이에 배치될 수 있다.
제2 자기장 감지 소자(116)를 구비하는 경우에, 실시예에 있어서, 상기 제2 자기장 감지 소자(116)는 제1 자기장 감지 소자(106)와는 자기장(즉, 전류)에 대하 여 다른 감도를 가질 수 있다. 따라서 제2 자기장 감지 소자(116)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(100)는 하나 이상의 "레인지(range)" 즉, 확장된 레인지를 구비할 수 있다. 그러므로 제2 자기장 감지 소자(116)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(100)는 더 큰 폭의 감지된 전류, 즉 더 큰 폭의 자기장의 세기에서 동작할 수 있다.
자기장 감지 소자들과 기판의 타입들의 조합에 대한 여러 실시예들이 도 1 및 도 1A를 참조하여 설명되었다. 적어도 동일한 조합이 상기 집적 회로(100)에 적용된다.
동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호가 사용되는 도 4 및 4A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 집적 회로(150)는 도 1 및 도 1A에 도시된 플립-칩 배치를 포함하여 도 1 및 도 1A의 집적 회로(10)와 유사한 면들을 포함한다.
집적 회로(150)는 리드 프레임(152)과 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(154a, 154b)을 구비하는 베이스 기판(154)을 포함한다.
상기 베이스 기판(154)은 세라믹, 유리, FR-4와 같은 폴리머 또는 반도체와 같은 다양한 물질들로 구성된다. 상기 집적 회로(150)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(156a, 156b)을 구비하는 제1 기판(156)과 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(166a, 166b)을 구비하는 제2 기판(166)을 포함한다.
상기 베이스 기판(154)은 베이스 기판(154)의 제2 표면(154b)이 상기 리드 프레임(152) 상에 있고, 베이스 기판(154)의 제1 표면(154a)이 베이스 기판(154)의 제2 표면(154b) 위에 있도록 상기 리드 프레임(152)과 연결된다. 상기 제1 기판(156)은 제1 기판(156)의 제1 표면(156a)이 베이스 기판(154)의 제1 표면(154a) 위에 위치하고, 제1 기판(156)의 제2 표면(156b)이 제1 기판(156)의 제1 표면(156a) 위에 위치하도록 상기 베이스 기판(154)과 연결된다. 상기 제2 기판(166)은 제2 기판(166)의 제1 표면(166a)이 상기 베이스 기판(154)의 제1 표면(154a) 위에 있고 제2 기판(166)의 제2 표면(166b)이 제2 기판(166)의 제1 표면(166a) 위에 있도록 상기 베이스 기판(154)과 연결된다.
상기 제1 및 제2 기판들(156, 166)은 각각 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리를 포함하는 여러 가지 물질들로 구성될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 및 제2 기판들(156, 166)은 각각 동일한 물질들로 구성될 수도 있고, 서로 다른 물질들로 구성될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판(156)은 실리콘으로 구성될 수 있고, 상기 제2 기판(166)은 갈륨비소로 구성될 수 있다.
상기 제1 기판(156)의 제1 표면(156a)은 솔더 볼, 골드 범프, 공융 또는 고납(high lead) 솔더 범프, 납을 포함하지 않은(no-lead) 솔더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 중의 하나로 상기 베이스 기판(154)의 제1 표면(154a)과 연결될 수 있다. 4 가지의 이러한 연결들(164a~164d)이 도시되어 있다. 하지만 상기 집적 회로(150)는 상기 4 가지의 연결들보다 많거나 적은 연결을 포함할 수 있다.
이와 같은 배치에서, 상기 베이스 기판(154)은 도전성 트레이스 등(미도시)을 구비하여 제1 기판(156)을 제2 기판(166)에 연결하고, 패드들(174a~174c)에 연결한다.
상기 집적 회로(150)는 상기 제1 기판(156)의 제1 표면(156a) 위에 위치하는 적어도 하나의 전자 소자(158)를 또한 포함한다. 상기 전자 소자(158)는 저항, 커패시터, 인덕터와 같은 수동 전자 소자를 포함할 수도 있고, 트랜지스터, 증폭기 또는 다른 집적 회로와 같은 능동 전자 소자도 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다.
상기 집적 회로(150)는 상기 제2 기판(166)의 제1 표면(166a) 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자(168)를 또한 포함한다.
실시예에 따라서는, 상기 집적 회로(150)는 상기 제1 기판(156)의 제1 표면(156a) 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자(160)를 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(168, 160)은 각각 위에서 기술된 바와 같이 홀 효과 소자 또는 자기저항 소자 중 하나일 수 있다. 실시예에 따라서는, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(168, 160)은 각각 동일한 타입의 자기장 감지 소자일 수 있고 다른 실시예에 따라서는 서로 다른 자기장 감지 소자일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자(168)는 홀 효과 소자이고, 상기 제2 자기장 감지 소자(160)는 자기저항 소자, 예를 들어 거대자기저항(GMR)이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(168, 160)은 각각 모두 홀 효과 소자이고, 상기 제1 기판(154)은 실리콘으로 구성되고, 상기 제2 기 판(156)은 갈륨비소(GaAs)로 구성된다. 실시예에 따라서는 상기 제2 자기장 감지 소자(160)는 없을 수도 있다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(150)는 제1 및 제2 플럭스 집중기들(미도시) 중 하나 이상을 또한 포함할 수도 있고, 상기 제1 및 제2 플럭스 집중기들(미도시)은 각각이 관계되는 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(168, 160) 각각에 근접하여 배치된다. 상기 플럭스 집중기들(미도시)은 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(168, 160)의 부근에 증가된 자기장을 공급할 수 있고, 그 결과로 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(168, 160)은 예를 들어 컨덕터 내의 전류로 인한 자기장과 같은 자기장에 대한 감도가 증가하게 된다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(150)는 상기 제2 기판(166) 상에 형성되는 제1 저항(170)과 상기 제1 기판(156) 상에 형성되는 제2 저항(162) 중 하나 이상을 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 저항들(170, 162)은 각각 상기 제1 및 제2 기판들(156, 166) 각각의 시간에 대한 또는 온도에 대한 저항 변화를 측정하는데 사용될 수 있다. 도 1과 도 1A를 참조하여 설명한 것과 같이 저항 변화를 측정하는데 사용하기 위한 목적으로 상기 저항들(170, 162)로 회로를 구성하는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들에게 자명하다. 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 저항들(170, 162) 중 하나는 없을 수 있고, 상기 제1 및 제2 저항들(170, 162) 중 나머지 하나는 상기 제1 및 제2 기판들(156, 166) 각각 중 하나의 저항 변화를 감지하는데 사용될 수 있다.
상기 집적 회로(150)는 복수의 본딩 패드들을 포함할 수 있고, 여기서는 본 딩 패드들(174a~174c)이 도시되어 있다. 본드 와이어들(176a~176c)은 제1 및/또는 제2 기판들(156, 166) 각각을 리드 프레임(152)의 리드들(미도시)에 연결할 수 있다.
다양한 절연층들(미도시)이 상기 집적 회로(150)의 일 부분을 다른 부분과 전기적으로 차단하기 위하여 사용될 수 있다.
제2 자기장 감지 소자(160)를 구비하는 경우에, 실시예에 있어서, 상기 제2 자기장 감지 소자(160)는 제1 자기장 감지 소자(168)와는 자기장(즉, 전류)에 대하여 다른 감도를 가질 수 있다. 따라서 제2 자기장 감지 소자(160)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(150)는 하나 이상의 "레인지(range)" 즉, 확장된 레인지를 구비할 수 있다. 그러므로 제2 자기장 감지 소자(160)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(150)는 더 큰 폭의 감지된 전류, 즉 더 큰 폭의 자기장의 세기에서 동작할 수 있다.
자기장 감지 소자들과 기판의 타입들의 조합에 대한 여러 실시예들이 도 1 및 도 1A를 참조하여 설명되었다. 적어도 동일한 조합이 상기 집적 회로(150)에 적용된다.
도 4 및 4A에서는, 제1 및 제2 기판들(156, 166)이 상기 베이스 기판(154)에 연결되어 있지만, 다른 배치에서는 두 개보다 많은 기판들, 또는 적은 기판이 상기 베이스 기판(154)에 연결될 수 있다.
동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호가 사용되는 도 5 및 5A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 집적 회로(200)는 도 1 및 도 1A의 집적 회로(10)와 유사한 면들을 포함한다.
상기 집적 회로(200)는 리드 프레임(202)과 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(204a, 204b)을 구비하는 베이스 기판(204)을 포함한다. 상기 베이스 기판(204)은 세라믹, 유리, FR-4와 같은 폴리머 또는 반도체와 같은 다양한 물질들로 구성된다. 상기 집적 회로(200)는 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(216a, 216b)을 구비하는 제1 기판(216)과 서로 대향하는 제1 및 제2 표면들(206a, 206b)을 구비하는 제2 기판(206)을 포함한다.
상기 베이스 기판(204)은 베이스 기판(204)의 제2 표면(204b)이 상기 리드 프레임(202) 상에 있고, 베이스 기판(204)의 제1 표면(204a)이 베이스 기판(204)의 제2 표면(204b) 위에 있도록 상기 리드 프레임(202)과 연결된다. 상기 제1 기판(216)은 제1 기판(216)의 제1 표면(216a)이 베이스 기판(204)의 제1 표면(204a) 위에 위치하고, 제1 기판(216)의 제2 표면(216b)이 제1 기판(216)의 제1 표면(216a) 위에 위치하도록 상기 베이스 기판(204)과 연결된다. 상기 제2 기판(206)은 제2 기판(206)의 제2 표면(206b)이 상기 베이스 기판(204)의 제1 표면(204a) 위에 있고 제2 기판(206)의 제1 표면(206b)이 제2 기판(206)의 제2 표면(206a) 위에 있도록 상기 베이스 기판(154)과 연결된다.
상기 제1 및 제2 기판들(216, 206)은 각각 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리를 포함하는 여러 가지 물질들로 구성될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 및 제2 기판들(216, 206)은 각각 동일한 물질들로 구성될 수도 있고, 서로 다른 물질들로 구성될 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판(216)은 실리콘으로 구성될 수 있고, 상기 제2 기판(206)은 갈륨비소로 구성될 수 있다.
상기 제1 기판(206)의 제1 표면(206a)은 솔더 볼, 골드 범프, 공융 또는 고납(high lead) 솔더 범프, 납을 포함하지 않은(no-lead) 솔더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 중의 하나로 상기 제1 기판(216)의 제1 표면(216a)과 연결될 수 있다. 4 가지의 이러한 연결들(215a~215d)이 도시되어 있다. 하지만 상기 집적 회로(200)는 상기 4 가지의 연결들보다 많거나 적은 연결을 포함할 수 있다.
상기 집적 회로(200)는 상기 제1 기판(216)의 제1 표면(216a) 위에 위치하는 적어도 하나의 전자 소자(220)를 또한 포함한다. 상기 전자 소자(220)는 저항, 커패시터, 인덕터와 같은 수동 전자 소자를 포함할 수도 있고, 트랜지스터, 증폭기 또는 다른 집적 회로와 같은 능동 전자 소자도 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다.
상기 집적 회로(200)는 상기 제2 기판(206)의 제1 표면(206a) 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자(208)를 또한 포함한다.
실시예에 따라서는, 상기 집적 회로(200)는 상기 제1 기판(216)의 제1 표면(156a) 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자(218)를 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(208, 218)은 각각 위에서 기술된 바와 같이 홀 효과 소자 또는 자기저항 소자 중 하나일 수 있다. 실시예에 따라서는, 상기 제1 및 제2 자기 장 감지 소자들(208, 218)은 각각 동일한 타입의 자기장 감지 소자일 수 있고 다른 실시예에 따라서는 서로 다른 자기장 감지 소자일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자(208)는 홀 효과 소자이고, 상기 제2 자기장 감지 소자(218)는 자기저항 소자, 예를 들어 거대자기저항(GMR)이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(208, 218)은 각각 모두 홀 효과 소자이고, 상기 제1 기판(216)은 실리콘으로 구성되고, 상기 제2 기판(206)은 갈륨비소(GaAs)로 구성된다. 실시예에 따라서는 상기 제2 자기장 감지 소자(218)는 없을 수도 있다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(200)는 제1 및 제2 플럭스 집중기들(미도시) 중 하나 이상을 또한 포함할 수도 있고, 상기 제1 및 제2 플럭스 집중기들(미도시)은 각각이 관계되는 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(208, 218) 각각에 근접하여 배치된다. 상기 플럭스 집중기들(미도시)은 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(208, 218)의 부근에 증가된 자기장을 공급할 수 있고, 그 결과로 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들(208, 218)은 예를 들어 컨덕터 내의 전류로 인한 자기장과 같은 자기장에 대한 감도가 증가하게 된다.
실시예에 따라서, 상기 집적 회로(200)는 상기 제2 기판(206) 상에 형성되는 제1 저항(210)과 상기 제1 기판(216) 상에 형성되는 제2 저항(222) 중 하나 이상을 더 포함한다. 상기 제1 및 제2 저항들(210, 222)은 각각 상기 제1 및 제2 기판들(216, 206) 각각의 시간에 대한 또는 온도에 대한 저항 변화를 측정하는데 사용될 수 있다. 도 1과 도 1A를 참조하여 설명한 것과 같이 저항 변화를 측정하는데 사용하기 위한 목적으로 상기 저항들(210, 222)로 회로를 구성하는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들에게 자명하다. 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 저항들(210, 222) 중 하나는 없을 수 있고, 상기 제1 및 제2 저항들(210, 222) 중 나머지 하나는 상기 제1 및 제2 기판들(216, 206) 각각 중 하나의 저항 변화를 감지하는데 사용될 수 있다.
상기 집적 회로(200)는 복수의 본딩 패드들을 포함할 수 있고, 여기서는 본딩 패드들(232a~232c)이 도시되어 있다. 본드 와이어들(234a~234c)은 제1 및/또는 제2 기판들(216, 206) 각각을 리드 프레임(152)의 리드들(미도시)에 연결할 수 있다.
다양한 절연층들(미도시)이 상기 집적 회로(200)의 일 부분을 다른 부분과 전기적으로 차단하기 위하여 사용될 수 있다.
제2 자기장 감지 소자(218)를 구비하는 경우에, 실시예에 있어서, 상기 제2 자기장 감지 소자(218)는 제1 자기장 감지 소자(208)와는 자기장(즉, 전류)에 대하여 다른 감도를 가질 수 있다. 따라서 제2 자기장 감지 소자(218)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(200)는 하나 이상의 "레인지(range)" 즉, 확장된 레인지를 구비할 수 있다. 그러므로 제2 자기장 감지 소자(160)를 구비하는 배치에서는 상기 집적 회로(200)는 더 큰 폭의 감지된 전류, 즉 더 큰 폭의 자기장의 세기에서 동작할 수 있다.
자기장 감지 소자들과 기판의 타입들의 조합에 대한 여러 실시예들이 도 1 및 도 1A를 참조하여 설명되었다. 적어도 동일한 조합이 상기 집적 회로(200)에 적 용된다.
도 6을 참조하면, 확대되어 도시된 집적 회로(250)는 제1 기판(252), 제2 기판(254) 및 리드 프레임(257)을 포함한다. 상기 제1 기판(252), 상기 제2 기판(254) 및 리드 프레임(257)은 도 1 내지 도 5A의 집적 회로들(10, 50, 100, 150, 200)에 포함되는 구성요소들과 동일하거나 유사한 제1 및 제2 기판이거나 리드 프레임일 수 있다.
제2 기판(254)은 홀 효과 소자나 자기저항 소자 중 하나로 구성되는 자기장 감지 소자(256)를 포함한다. 자기장 감지 소자(256)의 위치는 감지되는 자기장에 대한 자기장 감지 소자(256)의 감도 축의 위치에 따라서 선택될 수 있다. 상기 집적 회로(250)는 전류가 통과하는 컨덕터(258)와 플럭스 집중기라 불리는 자기 코어(260)를 또한 포함한다. 상기 자기 코어(260)는 실질적으로 C-자 형태이고, 중앙부(260a)와 상기 중앙부(260)로부터 신장되는 실질적으로 평행한 다리들(260b, 260c)을 구비한다. 조립되면, 상기 플럭스 집중기(260)는 상기 다리(260b)는 상기 리드 프레임(257) 하부에 위치하고, 상기 다리(260c)는 상기 제2 기판(254) 상부에 위치하도록 형성된다.
상기 리드 프레임(275)은 인쇄회로기판(미도시)에 실장되는 리드들(259)을 구비한다. 상기 리드들(259)은 예를 들어, 파워, Vcc, 연결, 그라운드 연결 및 상기 컨덕터(258)를 통과하는 전류에 비례하는 출력 신호를 운반하는 출력 연결을 포함할 수 있다. 상기 출력 신호는 전류 또는 전압일 수 있다.
상기 제1 기판(252)은 상기 홀 효과 소자(256)의 출력 신호를 프로세싱하는 회로(미도시)를 포함한다.
상기 컨덕터(258)는 구리(copper)와 같은 다양한 도전성 물질들로 구성될 수 있고, 상기 측정된 전류가 경유하여 상기 컨덕터(258)에 제공되는 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 인쇄회로기판에 실장되기 위하여 회로 기판 비아들에 납땜되기에 적합한 구부러진 리드들 또는 탭들(258a, 258b, 258b는 미도시)이 상기 컨덕터(258)의 양 말단부에서 제공된다. 나사 단자들(screw terminals)과 같은 구부러진 탭들(258a, 258b) 이외의 메카니즘들도 회로 기판에 집적 회로(250)를 실장하는데 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서는 동일한 또는 다른 실장 메카니즘이 집적 회로(250)를 회로 기판 이외에 실장하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 집적 회로(250)는 와이어 커플링들(미도시)을 구비하여 집적 회로(250)가 와이어와 직렬로 연결될 수 있다.
구부러진 탭들(258a, 258b)을 제외한 컨덕터(258)는 도시된 바와 같이 인쇄회로기판을 벗어나 집적 회로(250)의 높이를 증가시키는 z축(266)에서 신장되지 않는 실질적으로 평면(2차원) 구조일 수 있다. 사용에 있어서, 상기 컨덕터(258)의 평면은 상기 인쇄회로기판에 근접하게 위치하여 결과적으로 집적 회로의 높이가 낮아질 수 있다.
상기 플럭스 집중기(260)는 상기 홀 효과 소자(256)에 유기되는 자기장을 맞출 수 있다. 상기 플럭스 집중기(260)는 페라이트, 강철, 철 합금, 퍼멀로이, 또는 다른 연자성 물질들을 포함하는 다양한 물질들로 구성될 수 있고, 이에 한정되지 아니한다. 상기 플럭스 집중기(260)를 구성하는 물질은 측정 전류의 최대값 및 상 기 플럭스 집중기(260)에 의하여 제공되는 자기 차폐의 원하는 양과 같은 용인들에 기초하여 선택될 수 있다. 다른 요인들로는 온도 및 히스테리시스(잔류 자기)에 대한 상대적 투자율(permeability)의 안정성이 있다. 예를 들어, 히스테리시스가 낮으면 상기 컨덕터(258)를 통과하는 전류가 작아도 정확도가 더 높다는 것을 의미한다. 상기 플럭스 집중기(260)의 물질과 크기는 상기 컨덕터(258)를 통하는 원하는 최대 전류에 따라서 선택될 수 있고, 더 높은 포화 플럭스 밀도(Bsat)를 가지는 자기 코어 물질은 상기 컨덕터(258)를 통하는 주어진 전류에 대하여 더 작은 코어를 사용할 수 있게 된다. 상기 플럭스 집중기(260)를 사용하게 되면, 자기장이 변동에 대한 집적 회로가 영향 받는 것을 상당히 감소시킬 수 있다.
동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호가 사용되는 도 7 및 도 7A를 참조하면, 집적 회로(300)는 복수의 리드들(302a~302h)을 구비하는 리드 프레임(307), 제1 기판(306), 및 제2 기판(307)을 포함한다.
리드들(302a, 302b)은 리드들(302c, 302d)에 연결되어 전류 경로, 또는 폭(w1)을 갖는 좁은 부분(304)을 구비하는 전류 컨덕터를 형성한다. 제1 기판(306)은 서로 대향하는 제1 표면(306a) 및 제2 표면(306b)을 구비하고, 제2 기판(307)은 서로 대향하는 제1 표면(307a) 및 제2 표면(307b)을 구비한다. 상기 제1 기판(306)은 실시예에 있어서, 홀 효과 소자(308)인 자기장 감지 소자(308)를 구비하는데, 상기 자기장 감지 소자(308)는 상기 제1 기판(306)의 제1 표면(306a) 내에 구비될 수도 있고, 그렇지 않으면 상기 제1 기판(306)의 제1 표면(306a)에 구비될 수 있다. 이와 유사하게, 상기 제2 기판(307)은 실시예에 있어서, 홀 효과 소자(309)인 자기장 감지 소자(309)를 구비하는데, 상기 자기장 감지 소자(309)는 상기 제2 기판(307)의 제1 표면(307a) 내에 구비될 수도 있고, 그렇지 않으면 상기 제1 기판(307)의 제1 표면(307a)에 구비될 수 있다.
상기 제1 및 제2 기판들(306, 307)은 각각 도 10의 집적 회로(10)와 유사한 플립-칩 배치를 갖는 것으로 도시되었다. 도 1 및 도 1A를 참조하여 설명한 것처럼, 도 1 및 도 1A의 제1 기판(14)은 도 7에 도시된 배치와 같이 기판(12)에 플립-칩 배치로 실장될 수 있다. 하지만, 다른 실시예에서는 상기 집적 회로(300)와 유사한 집거 회로가 도 2 내지 5A의 임의의 배치들로부터 형성될 수 있다.
상기 기판(306)은 리드 프레임(302) 상부에 배치되어 상기 제1 표면(306a)은 상기 전류 컨덕터 부분(304)의 부근에 위치하고 제2 표면(306b)은 상기 전류 컨덕터 부분(304)으로부터 떨어져 위치하고, 상기 홀 효과 소자(308)는 상기 전류 컨덕터 부분(304)에 상당히 근접하여 위치한다. 유사하게 상기 제2 기판(307)의 자기장 감지 소자(309)는 상기 전류 컨덕터 부분(304)에 상당히 근접하여 위치한다. 도시된 실시예에서 상기 기판(306)은 집적 회로 패키지에 기판이 실장되는 종래의 방향과 비교하여 볼 때 제1 표면(306a)이 아래쪽을 향하고 있는 뒤집힌 방향으로 나타나 있다.
상기 제1 기판(306)은 상기 제1 표면(306a) 상에 본드 와이어들(312a~312c)에 연결되는 본딩 패드들(310a~310c)을 구비한다. 상기 본드 와이어들은 또한 상기 리드 프레임(302)의 리드들(302e, 302f, 302h)에 연결된다.
절연체(314)가 상기 리드 프레임(302)으로부터 상기 기판(306)을 분리시키고 전기적으로 차단시킨다. 상기 절연체(314)는 다양한 방법으로 제공될 수 있다. 실시예에 있어서, 상기 절연체(314)의 제1 부분은 상기 기판(306)의 제1 표면(306a)위에 직접 도포된 4 ㎛ 두께의 BCB 수지 층을 포함한다. 상기 절연체(314)의 제1 부분은 상기 리드 프레임(302) 상에 도포되는, 뉴 저지에 위치한 Cookson Eelctronics Equipment사의 Staychip(등록상표) NUF-31071 E 언더필 물질 층을 포함한다. 이러한 배치로 상기 기판(306)과 리드 프레임(302) 사이에 1000V 이상의 차단을 제공할 수 있다.
상기 전류 컨덕터 부분(304)의 전기장에 의한 전류가 흐르는 전체 경로의 부분이다. 따라서 화살표들(316)에 의하여 표시된 전류는 상기 전류 컨덕터 부분(304)을 통하여 병렬로 커플링되는 리드들(302c, 302d) 내부로 흘러들어가고, 또한 병렬로 커플링되는 리드들(302a, 302b) 외부로 흘러나온다.
이러한 배치에서, 상기 홀 효과 소자들(308, 309)은 상기 전류 컨덕터 부분(304)으로부터 미리 정해진 아주 근접한 부근에 위치하고, 상기 전류 컨덕터 부분(304)을 통과하는 화살표(316) 방향으로 전류에 의하여 생성되는 자기장은 상기 홀 효과 소자들(308, 309)의 최대 응답 축과 실질적으로 같은 방향을 향하게 된다.
상기 홀 효과 소자들(308, 309)은 상기 자기장에 비례하는, 즉 상기 전류 컨덕터 부분(304)을 통과하는 전류에 비례하는 각각의 전압 출력들을 생성한다. 도시된 홀 효과 소자들(308, 309)은 z-축(324)과 실질적으로 같은 방향의 최대 응답 축을 갖는다. 상기 전류에 응답하여 생성되는 자기장은 상기 전류 컨덕터 qnr분(304) 주위에서 원형으로 생성되기 때문에, 상기 홀 효과 소자들(308, 309)은 도시된 바 와 같이 상기 전류 컨덕터 부분(304)의 자기장이 상기 z-축(324) 방향으로 향하고 있는 측면에, 즉 y축(322)에서 약간 벗어나 배치된다. 상기 홀 효과 소자들(308, 309)이 위치에 있으므로 하여, 상기 홀 효과 소자들(308, 309)로부터 생성되는 전압 출력의 크기는 증가하고, 따라서 감도가 향상되게 된다. 하지만, 수직방향의 홀 효과 소자 또는 다른 타입의 자기장 센서, 예를 들어 다른 방향으로 정렬되는 최대 응답 축을 갖는 자기저항 소자도 상기 전류 컨덕터 부분(304)에 대한 다른 위치, 예를 들어 상기 전류 컨덕터 부분(304)의 상부에 z-축(324)을 따라 배치될 수 있다.
도 7의 실시예에서, 상기 홀 효과 소자(308)를 상기 제1 기판(306)의 제1 표면(308a) 상에 위치하게 하고, 상기 홀 효과 소자(309)를 상기 제2 기판(307)의 제1 표면(307a) 상에 위치하게 하여, 상기 홀 효과 소자들(308, 309)과 상기 전류 컨덕터 부분(304)이 밀접하게 근접하도록 할 수 있다.
동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호가 사용되는 도 8 및 도 8A를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 집적 회로(350)는 복수의 리드들(352a~352h)을 구비하는 리드 프레임(352) 및 제1 전류 컨덕터 부분(354a)과 제2 전류 컨덕터 부분(354b)을 구비하는 전류 컨덕터 부분(354)을 포함한다. 상기 집적 회로(350)는 서로 대향하는 제1 표면(356a) 및 제2 표면(356b)을 구비하는 기판(356)을 포함한다. 상기 기판(356)은 상기 제1 표면(356a) 내에 배치되는 또는 상기 제1 표면(356a) 상에 배치되는 또는 상기 제1 표면(356a)에 의하여 지지되는 홀 효과 소자(358)를 포함한다. 상기 기판(356)은 상기 리드 프레임(352) 상에 배 치되어 상기 홀 효과 소자(358)와 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)이 상기 전류 컨덕터 부분(354)과 상당히 근접하게 위치하게 된다.
도시된 실시예에서, 상기 기판(356)은 집적 회로 패키지에 기판이 실장되는 종래의 방향과 비교하여 볼 때 제1 표면(356a)이 아래쪽을 향하고 있는 뒤집힌 방향으로 나타나 있다. 상기 기판(356)은 제1 표면(356a) 상에 솔더볼들(362a~362e)을 구비하는 플립칩이다. 상기 솔더볼들(362a~362e)은 상기 리드들(352e~352h)에 직접 연결된다. 절연체(미도시)가 상기 기판(256)을 상기 리드프레임(352)으로부터 전기적으로 차단한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전류 컨덕터 부분(354b)은 상기 기판(356)의 제1 표면(365a) 상에 배치되어 두 개의 자기저항 소자들(360a, 360b)과 분리된다. 제2 전류 컨덕터 부분(354b)은 스퍼터링(sputtering) 및 전기도금(electroplating)을 포함하는 종래의 임의의 집적 회로 배치 기술에 따라 배치될 수 있고, 이에 한정되지 아니한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제2 전류 컨덕터 부분(354b)은 상기 기판(356)의 제1 표면(356a)으로부터 분리되지만 인접하는 도전성 구조물일 수 있다.
이러한 배치에서, 상기 홀 효과 소자(358)와 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)은 상기 전류 컨덕터 부분(354)으로부터 미리 정해진 아주 근접한 부근에 위치하여, 상기 전류 컨덕터 부분(354)을 통과하는 전류에 의하여 생성되는 자기장은 상기 홀 효과 소자(358)의 최대 응답 축 및 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)의 최대 응답 축들과 실질적으로 같은 방향으로 정렬하게 된다. 여기서 상기 홀 효과 소자(358)의 최대 응답 축은 z-축(368)으로 정렬하게 되고, 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)의 최대 응답 축들은 x-축(364)으로 정렬하게 된다. 그러므로 상기 홀 효과 소자(358)는 도시된 바와 같이 상기 전류 컨덕터 부분(354)의 자기장이 상기 z-축(328) 방향으로 향하고 있는 측면에, 즉 y축(324)에서 약간 벗어나 배치된다. 하지만 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)은 상기 전류 컨덕터 부분(354)에 대하여 z-축 방향을 따라 위치하게 된다.
동작에 있어서, 전류(316)가 병렬로 커플링되어 있는 리드들(352c, 352d)로 흘러 들어가, 상기 전류 컨덕터 부분(354)을 통과하고, 병렬로 커플링되어 있는 리드들(352a, 352b)로 흘러 나온다. 상기 전류 컨덕터 부분(354)을 통하여 흐르는 전류(316)는 상기 홀 효과 소자(358)와 상기 두 개의 자기저항 소자들(360a, 360b)에 의하여 감지되는 자기장을 생성한다. 여기서 상기 홀 효과 소자(358)와 상기 두 개의 자기저항 소자들(360a, 360b)은 두 개의 기판을 갖는 실시예들에서 설명된 동일한 방식으로 듀얼-레벨의 전류 센서 또는 확대된 레인지의 전류 센서를 제공한다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)은 수직 방향의 홀 효과 소자들로 대체될 수 있다.
이상에서 기술된 바와 같이, 상기 홀 효과 소자(358)와 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)은 상기 전류 컨덕터 부분(354)으로부터 미리 정해진 아주 근접한 부근에 위치하여, 상기 전류 컨덕터 부분(354)을 통과하는 전류에 의하여 생성되는 자기장은 상기 홀 효과 소자(358)의 최대 응답 축 및 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)의 최대 응답 축들과 실질적으로 같은 방향으로 정렬하게 된다. 이러한 위치 관계는 상기 홀 효과 소자(358)와 상기 자기저항 소자들(360a, 360b)로부터 생성되는 전압 출력의 크기가 증가하게 되고, 따라서 감도도 향상되게 된다.
이러한 배치에서, 상기 전류 컨덕터 부분(354)을 통과하여 흐르는 전류는 각각 제1 전류 컨덕터 부분(354a)과 제2 전류 컨덕터 부분(354b)을 흐르는 전류로 나뉘게 된다.
상기 리드 프레임(352)은 회로 기판에 실장되는 표면에 적합한 구부러진 리드들(352a~352h)을 구비하는 것으로 도시되었지만, 직선 형태를 갖는 홀 리드들을 통하는 다른 형태들의 리드들을 구비하는 리드 프레임도 이용될 수 있고, 이에 한정되지 아니한다.
하나의 홀 효과 소자(358)가 기판(256)의 제1 표면(356a)에 위치하는 것으로 도시되었지만, 하나 보다 많은 홀 효과 소자들이 사용될 수 있다. 또한 두 개의 자기저항 소자들(360a, 360b)이 도시되었지만, 두 개보다 많거나 적은 자기저항 소자들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 증폭기와 같은 다른 회로가 상기 기판(356)의 제1 및/또는 제2 표면들(356a, 356b) 내에 배치되거나, 연결되거나 제2 표면들(356a, 356b)에 의하여 지지될 수 있다.
다섯 개의 솔더볼들(320a~320e)이 도시되었지만, 상기 기판(356)을 안정화시기키기 위한 더미 솔더볼들을 포함하여 임의의 수의 솔더볼들을 포함할 수 있다. 또한 솔더볼들(320a~320e)이 도시되었지만 골드 범프, 공융 또는 하이 리드(high lead) 솔더 범프, 무-리드(no-lead) 솔더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 및 와이어 본드를 포함하는 다른 연결 방법이 사용될 수 있고, 이에 한정되지 아니한다.
상기 기판(356)은 플립-칩 배치를 갖는 것으로 도시되었지만, 다른 실시예에 있어서는 상기 기판(356)은 종래와 같이 실장되어 상기 집적 회로(350)가 회로 기판의 최상부에 보통과 같이 실장되는 경우 상기 제1 표면(356a)이 상기 제2 표면(356b) 상부에 위치할 수 있다. 이러한 배치에서는 상기 제1 및 제2 전류 컨덕터 부분들(354a, 354b)은 각각 상기 기판(356)의 제1 표면(356a) 상부에 위치한다.
도 1, 1A, 2, 2A, 3, 3A, 4, 5 및 5A를 참조하여 설명된 집적 회로들은 전류 센서들에서 사용된다고 설명되었지만, 집적 회로들 상에 배치되는 다양한 자기장 감지 소자들은 컨덕터를 통과하여 흐르는 전류에 의하여 생성되는 자기장에 응답한다. 하지만, 다른 배치들에서는, 자기장 센서들에서 사용되는 집적 회로는 집적 회로 외부의 자기장에 응답한다. 또 다른 배치들에서는 근접 센서들에서 사용되는 집적 회로들은 회전하는 기어와 같은 움직이는 철을 함유한 물체, 또는 다른 연자성 물질들과 관련된 자기장에 응답한다. 또 다른 배치들에서는 근접 센서들에서 사용되는 집적 회로는 움직이는 영구 자석, 또는 강자성 물체에 의하여 생성되는 자기장에 응답한다. 또 다른 배치에서는 아이솔레이터들에서 사용되는 집적 회로들은 컨덕터 또는 코일 내의 펄스 신호에 응답한다.
도 1, 1A, 2, 2A, 3, 3A, 4, 4A, 5 및 5A를 참조하여 설명된 집적 회로들은 두 개의 기판들 상에 배치된 두 개의 자기장 감지 소자들을 구비하는 것으로 설명되었다. 하지만 다른 실시예들에서는 집적 회로가 두 개의 기판들을 갖는 대신에, 하나의 기판을 구비하고, 이 하나의 기판에서는 두 개의 가지장 감지 소자들의 도 핑 및/또는 물질이 서로 다를 수 있다. 예를 들어 실시예에 있어서, 단일 규소(Si) 기판에 게르마늄(Ge)이 주입되어 SiGe 홀 효과 소자를 생성할 수 있고, 개별적인 Si 홀 효과 소자가 동일한 기판의 다른 부분에 형성될 수도 있다. 이러한 배치들에서는, 두 개의 자기장 감지 소자들은 서로 다른 감도를 갖거나 동일한 감도를 가질 수 있다.
도 1, 1A, 2, 2A, 3, 3A, 4, 4A, 5 및 5A를 참조하여 설명된 전자 소자들(18, 56, 118, 158, 200)은 각각 각 기판들의 표면들 상에 배치될 수 있다. 상기 전자 소자들은 본 출원에 참조로서 포함되는 Michael C. Doogue, Vijay Mangtani 및 William P. Taylor가 발명한 "Current Sensor"라는 명칭으로 2006년 1월 20일 미국에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/336,603호에 개시된 회로들로 구성될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (60)

  1. 리드 프레임(lead frame);
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하고, 상기 리드 프레임에 연결되는 제1 기판;
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판(상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제1 표면은 상기 제1 기판의 제1 표면과 근접하고, 상기 제2 기판의 제2 표면은 상기 제2 기판의 제1 표면으로부터 떨어지도록 연결됨);
    상기 제1 기판의 제1 표면에 배치되는 전자 소자(component); 및
    상기 제2 기판의 제1 표면에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함하는 집적 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 리드 프레임에, 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임과 근접하고 상기 제1 기판의 제1 표면은 상기 리드 프레임과 떨어지도록 연결되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 감지 소자와 근접하도록 배치되는 플럭스 집중기(fulx concentrator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되고, 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 기판은 솔더 볼, 골드 범프, 공융 또는 하이 리드(high lead) 솔더 범프, 무-리드(no-lead) 솔더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 중 선택된 하나로 상기 제1 기판과 연결되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제1 표면에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 자기장 감지 소자 또는 상기 제2 자기장 감지 소자 중 적어도 하나에 근접하여 배치되는 적어도 하나의 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 복수의 리드들을 더 포함하고, 상기 복수의 리드들 중 적어도 두 개의 리드들은 연결되어 전류 컨덕터 부분을 형성하고, 상기 전류 컨덕터 부분은 상기 제2 기판에 근접하도록 배치되고, 상기 집적 회로는 상기 전류 컨덕터 부분을 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 집적 회로는 와이어를 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 기판에 근접하여 배치되는 전류 컨덕터; 및
    플럭스 집중기를 더 포함하며, 상기 플럭스 집중기의 제1 부분은 상기 리드 프레임 하부에 배치되고, 상기 플럭스 집중기의 제2 부분은 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  11. 리드 프레임;
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판(상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 제1 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결됨);
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판(상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 제1 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제1 표면이 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 연결됨);
    상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자; 및
    상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함하는 집적 회로.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 자기장 감지 소자와 근접하도록 배치되는 플럭스 집중기(fulx concentrator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되고, 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 기판의 제1 표면은 와이어 본드로 상기 제1 기판의 제1 표면에 연결되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제1 표면에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자 또는 상기 제2 자기장 감지 소자 중 적어도 하나에 근접하여 배치되는 적어도 하나의 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 복수의 리드들을 더 포함하고, 상기 복수의 리드들 중 적어도 두 개의 리드들은 연결되어 전류 컨덕터 부분을 형성하고, 상기 전류 컨덕터 부분은 상기 제2 기판에 근접하도록 배치되고, 상기 집적 회로는 상기 전류 컨덕터 부분을 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 집적 회로는 와이어를 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 기판에 근접하여 배치되는 전류 컨덕터; 및
    플럭스 집중기를 더 포함하며, 상기 플럭스 집중기의 제1 부분은 상기 리드 프레임 하부에 배치되고, 상기 플럭스 집중기의 제2 부분은 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  20. 리드 프레임;
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판(상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 제1 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결됨);
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판(상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 제2 기판의 제1 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임에 연결됨);
    상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자;
    상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자; 및
    상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 포함하는 집적 회로.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자에 근접하여 배치되는 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐 인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되고, 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 제2 기판의 제1 표면은 와이어 본드로 상기 제1 기판의 제1 표면에 연결되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자 또는 상기 제2 자기장 감지 소자 중 적어도 하나에 근접하여 배치되는 적어도 하나의 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  25. 제 20 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 복수의 리드들을 더 포함하고, 상기 복수의 리드들 중 적어도 두 개의 리드들은 연결되어 전류 컨덕터 부분을 형성하고, 상기 전류 컨덕터 부분은 상기 제2 기판에 근접하도록 배치되고, 상기 집적 회로는 상기 전류 컨덕터 부분을 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  26. 제 20 항에 있어서, 상기 집적 회로는 와이어를 통과하여 흐르는 전류에 응 답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 제2 기판에 근접하여 배치되는 전류 컨덕터; 및
    플럭스 집중기를 더 포함하며, 상기 플럭스 집중기의 제1 부분은 상기 리드 프레임 하부에 배치되고, 상기 플럭스 집중기의 제2 부분은 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  28. 리드 프레임;
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 베이스 기판(상기 베이스 기판은 상기 베이스 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 베이스 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결됨);
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판(상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 제1 기판의 제1 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결됨);
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판(상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 제2 기판의 제1 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결됨);
    상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자;
    상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함하는 집적 회로.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 자기장 감지 소자에 근접하여 배치되는 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 제1 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되고, 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 제2 기판의 제1 표면은 솔더 볼, 골드 범프, 공융 또는 하이 리드(high lead) 솔더 범프, 무-리드(no-lead) 솔더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 중 선택된 하나로 상기 베이스 기판의 제1 표면에 연결되고, 상기 제1 기판의 제1 표면은 솔더 볼, 골드 범프, 공융 또는 하이 리드(high lead) 솔더 범프, 무-리드(no-lead) 솔 더 범프, 골드 스터드 범프, 중합 도전성 범프, 이방성 도전 페이스트 또는 도전성 필름 중 선택된 하나로 상기 베이스 기판의 제1 표면에 연결되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  32. 제 28 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제1 표면에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 자기장 감지 소자 또는 상기 제2 자기장 감지 소자 중 적어도 하나에 근접하여 배치되는 적어도 하나의 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  34. 제 28 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 복수의 리드들을 더 포함하고, 상기 복수의 리드들 중 적어도 두 개의 리드들은 연결되어 전류 컨덕터 부분을 형성하고, 상기 전류 컨덕터 부분은 상기 제2 기판에 근접하도록 배치되고, 상기 집적 회로는 상기 전류 컨덕터 부분을 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  35. 제 28 항에 있어서, 상기 집적 회로는 와이어를 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  36. 제 28 항에 있어서,
    상기 제2 기판에 근접하여 배치되는 전류 컨덕터; 및
    플럭스 집중기를 더 포함하며, 상기 플럭스 집중기의 제1 부분은 상기 리드 프레임 하부에 배치되고, 상기 플럭스 집중기의 제2 부분은 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  37. 리드 프레임;
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 베이스 기판(상기 베이스 기판은 상기 베이스 기판의 제2 표면이 상기 리드 프레임 상부에 위치하고, 상기 베이스 기판의 제1 표면이 상기 베이스 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 리드 프레임과 연결됨);
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제1 기판(상기 제1 기판은 상기 제1 기판의 제2 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제1 기판의 제1 표면이 상기 제1 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결됨);
    서로 대향하는 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 제2 기판(상기 제2 기판은 상기 제2 기판의 제2 표면이 상기 베이스 기판의 제1 표면 상부에 위치하고, 상기 제2 기판의 제1 표면이 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 위치하도록 상기 베이스 기판에 연결됨);
    상기 제1 기판의 제1 표면 상에 배치되는 전자 소자; 및
    상기 제2 기판의 제1 표면 상에 배치되는 자기장 감지 소자를 포함하는 집적 회로.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 자기장 감지 소자에 근접하여 배치되는 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  39. 제 37 항에 있어서, 상기 제1 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되고, 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  40. 제 37 항에 있어서, 상기 제2 기판의 제1 표면은 와이어 본드로 상기 제1 기판의 제1 표면 또는 상기 베이스 기판의 제1 표면 중 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  41. 제 37 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제1 표면에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 자기장 감지 소자 또는 상기 제2 자기장 감지 소자 중 적어도 하나에 근접하여 배치되는 적어도 하나의 플럭스 집중기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  43. 제 37 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 복수의 리드들을 더 포함하고, 상기 복수의 리드들 중 적어도 두 개의 리드들은 연결되어 전류 컨덕터 부분을 형성하고, 상기 전류 컨덕터 부분은 상기 제2 기판에 근접하도록 배치되고, 상기 집적 회로는 상기 전류 컨덕터 부분을 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  44. 제 37 항에 있어서, 상기 집적 회로는 와이어를 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  45. 제 37 항에 있어서,
    상기 제2 기판에 근접하여 배치되는 전류 컨덕터; 및
    플럭스 집중기를 더 포함하며, 상기 플럭스 집중기의 제1 부분은 상기 리드 프레임 하부에 배치되고, 상기 플럭스 집중기의 제2 부분은 상기 제2 기판의 제2 표면 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  46. 집적 회로에 있어서,
    자기장에 제1 감도를 갖는 제1 자기장 감지 소자;
    상기 자기장에 상기 제1 감도와는 다른 제2 감도를 갖는 제2 자기장 감지 소자; 및
    상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들에 연결되고, 상기 자기장에 응답하여 제1 감도 레인지와 상기 제1 감도 레인지와는 다른 제2 감도 레인지를 상기 집적 회로에 제공하는 회로를 포함하는 집적 회로.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들은 홀 효과(Hall effect) 소자들인 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들은 자기저항 소자들인 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  49. 제 46 항에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자는 홀 효과 소자이고, 상기 제2 자기장 감지 소자는 자기저항 소자인 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  50. 제 46항에 있어서, 복수의 리드들을 구비하는 리드 프레임을 더 포함하고, 상기 복수의 리드들 중 적어도 두 개의 리드들은 연결되어 전류 컨덕터 부분을 형성하고, 상기 전류 컨덕터 부분은 상기 제1 및 제2 자기장 감지 소자들에 근접하도록 배치되고, 상기 집적 회로는 상기 전류 컨덕터 부분을 통과하여 흐르는 전류에 응답하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  51. 제1 기판;
    상기 제1 기판의 표면 상에 배치되는 회로 소자;
    상기 제1 기판과 연결되는 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 표면 상에 배치되는 홀 효과 소자를 포함하는 집적 회로.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 제1 기판의 표면에 배치되는 홀 효과 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  53. 제 51 항에 있어서, 상기 제1 기판의 표면 상에 배치되는 자기저항 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  54. 제 51 항에 있어서, 상기 제1 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되고, 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  55. 제1 기판;
    상기 제1 기판의 표면 상에 배치되는 회로 소자;
    상기 제1 기판의 표면 상에 배치되는 홀 효과 소자;
    상기 제1 기판과 연결되는 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 표면 상에 배치되는 자기저항 소자를 포함하는 집적 회로.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 제1 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되고, 상기 제2 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인듐인(InP), 인듐주석(InSb), 인듐갈륨비소(InGaAs), 인듐갈륨비소인(InGaAs), 실리콘게르마늄(SiGe), 세라믹 또는 유리 중 선택된 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  57. 기판;
    상기 기판의 표면 상에 배치되는 제1 자기장 감지 소자; 및
    상기 기판의 표면 상에 배치되는 제2 자기장 감지 소자를 포함하고, 상기 제2 자기장 감지 소자는 상기 제1 자기장 감지 소자와 다른 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  58. 제 57 항에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자는 홀 효과 소자를 포함하고, 상기 제2 자기장 감지 소자는 자기저항 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  59. 제 57 항에 있어서, 상기 제1 자기장 감지 소자는 홀 효과 소자를 포함하고, 상기 제2 자기장 감지 소자는 상기 제1 자기장 감자 소자가 포함하는 홀 효과 소자와 다른 감도를 갖는 홀 효과 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
  60. 제 57 항에 있어서, 상기 기판의 표면 상에 배치되는 회로 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집적 회로.
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