WO2019092912A1 - 電流センサおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2019092912A1
WO2019092912A1 PCT/JP2018/022531 JP2018022531W WO2019092912A1 WO 2019092912 A1 WO2019092912 A1 WO 2019092912A1 JP 2018022531 W JP2018022531 W JP 2018022531W WO 2019092912 A1 WO2019092912 A1 WO 2019092912A1
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WO
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flow passage
magnetic sensor
conductor
current sensor
passage portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/022531
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
北森 宣匡
清水 康弘
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor and a method of manufacturing the same.
  • JP 2012-122793 A (patent document 1).
  • the bus bar, the core, and the sensor IC are integrated by insert molding.
  • the sensor IC includes a magnetic sensor and is covered by a molten resin that is injection molded at the time of insert molding.
  • the conductor which is a bus bar When the current sensor is used, the conductor which is a bus bar generates heat.
  • a magnetic sensor package such as a sensor IC is covered with resin, the heat radiation from the magnetic sensor package is hindered, the temperature of the magnetic sensor becomes high, the detection accuracy of the magnetic sensor decreases, and the reliability of the current sensor decreases. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and improves the heat dissipation of the magnetic sensor and suppresses the decrease in the detection accuracy of the magnetic sensor due to the high temperature, thereby suppressing the decrease in the reliability. It is an object of the present invention to provide a current sensor and a method of manufacturing the same.
  • a method of manufacturing a current sensor is a method of manufacturing a current sensor including a conductor and a magnetic sensor package.
  • the conductor includes a front surface and a back surface, and the conductor has a length direction, a width direction orthogonal to the length direction, and a thickness direction orthogonal to the length direction and the width direction. It is a state.
  • the magnetic sensor package includes a magnetic sensor, a signal processing circuit, and a connection terminal. The magnetic sensor detects the strength of the magnetic field generated by the current.
  • the signal processing circuit processes the signal output from the magnetic sensor.
  • the connection terminal is electrically connected to the signal processing circuit.
  • the conductor includes one flow passage portion and the other flow passage portion in which the current is divided and flowed halfway along the length direction.
  • a method of manufacturing a current sensor includes the steps of disposing a magnetic sensor package so as to face the one flow path portion and the other flow path portion of a conductor, and partially covering the magnetic sensor package and the conductor with an insulating material. And integrally fixing by covering. In the step of integrally fixing, the insulating material such that at least a portion other than the connection terminal lead-out portion in the outer shape of the magnetic sensor package from which the connection terminal is drawn is an exposed portion not covered by the insulating material. Place.
  • the magnetic sensor package and the conductor are integrally fixed by insert molding.
  • the exposed portion includes at least a part of a projection area where the magnetic sensor is projected in the thickness direction in the outer shape of the magnetic sensor package.
  • the conductor is provided with an opening extending in the longitudinal direction between the one flow passage and the other flow passage. At least a portion of the opening is not covered by the magnetic sensor package and the insulating material.
  • the heat insulating uneven portion is formed of the insulating material.
  • an annular region surrounded by the one flow passage portion and the other flow passage portion is formed as viewed from the width direction.
  • the whole of the one flow passage portion and the other flow passage portion is covered by the insulating material.
  • a current sensor comprises a conductor, a magnetic sensor package, and an insulating material portion.
  • the conductor includes a front surface and a back surface, and the conductor has a length direction, a width direction orthogonal to the length direction, and a thickness direction orthogonal to the length direction and the width direction. It is a state.
  • the magnetic sensor package includes a magnetic sensor, a signal processing circuit, and a connection terminal. The magnetic sensor detects the strength of the magnetic field generated by the current.
  • the signal processing circuit processes the signal output from the magnetic sensor.
  • the connection terminal is electrically connected to the signal processing circuit.
  • the insulating material portion is integrally fixed by partially covering the magnetic sensor package and the conductor.
  • the conductor includes one flow passage portion and the other flow passage portion in which the current is divided and flowed halfway along the length direction.
  • the said other flow-path part is located in a line with the said one flow-path part in the said width direction seeing from the said thickness direction.
  • the magnetic sensor package is disposed to face the one flow passage portion and the other flow passage portion of the conductor.
  • the insulating material portion is disposed such that at least a portion other than the connection terminal lead-out portion from which the connection terminal in the outer shape of the magnetic sensor package is drawn is an exposed portion not covered by the insulating material portion.
  • the exposed portion includes at least a part of a projection area where the magnetic sensor is projected in the thickness direction in the outer shape of the magnetic sensor package.
  • the conductor is provided with an opening extending in the longitudinal direction between the one flow passage and the other flow passage. At least a portion of the opening is not covered by the magnetic sensor package and the insulating material portion.
  • the insulating material portion constitutes the heat dissipation uneven portion.
  • an annular region surrounded by the one flow passage portion and the other flow passage portion is formed as viewed from the width direction.
  • the whole of the one flow path portion and the other flow path portion is covered by the insulating material portion.
  • the present invention it is possible to suppress the decrease in the reliability of the current sensor by improving the heat radiation of the magnetic sensor and suppressing the decrease in the detection accuracy of the magnetic sensor due to the high temperature.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a magnetic sensor package provided in a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention is disposed on a conductor as viewed from the surface side of the conductor.
  • FIG. 2 is a perspective view of the current sensor according to the first embodiment of the present invention as viewed from the surface side of the conductor.
  • FIG. 3 is a perspective view of the current sensor according to the first embodiment of the present invention as viewed from the back surface side of the conductor.
  • the outer shape of the magnetic sensor package is indicated by a two-dot chain line, and the insulating resin described later of the magnetic sensor package is seen through. Further, in FIG.
  • the electrodes and the wiring are not shown for the sake of clarity.
  • the length direction of the conductor 110 described later is illustrated as the X-axis direction, the width direction of the conductor 110 as the Y-axis direction, and the thickness direction of the conductor 110 as the Z-axis direction.
  • the current sensor 100 includes a conductor 110, a magnetic sensor package 120, and an insulating material portion 130.
  • a current to be measured flows through the conductor 110.
  • the conductor 110 includes the front surface 110a and the back surface 110b, and has a length direction (X-axis direction), a width direction (Y-axis direction) orthogonal to the length direction (X-axis direction), and a length direction (X-axis direction) And a thickness direction (Z-axis direction) orthogonal to the width direction (Y-axis direction).
  • the conductor 110 includes one flow passage portion 111 and the other flow passage portion 115 in which the current to be measured is divided and flows halfway along the length direction (X-axis direction).
  • the other flow passage portion 115 is located side by side with the one flow passage portion 111 in the width direction (Y-axis direction) when viewed from the thickness direction (Z-axis direction).
  • the conductor 110 is provided with an opening 119 extending in the longitudinal direction (X-axis direction) between one flow passage portion 111 and the other flow passage portion 115.
  • the opening 119 is located at the center of the conductor 110 in the width direction (Y-axis direction).
  • the opening 119 may not necessarily be located at the center of the conductor 110 in the width direction (Y-axis direction).
  • the conductor 110 is made of copper.
  • the material of the conductor 110 is not limited to this, and may be a metal such as silver, aluminum or iron, or an alloy containing these metals.
  • the conductor 110 may be surface-treated. For example, at least one plating layer made of a metal such as nickel, tin, silver or copper, or an alloy containing these metals may be provided on the surface of the conductor 110. Also, the conductor 110 may be coated with an insulating resin.
  • the conductor 110 is formed by casting.
  • the method of forming the conductor 110 is not limited to this, and the conductor 110 may be formed by cutting, pressing, or the like.
  • the magnetic sensor package 120 includes a magnetic sensor 10, a signal processing circuit 20, and a plurality of connection terminals 30. Magnetic sensor package 120 further includes a metal plate 40.
  • the magnetic sensor 10, the signal processing circuit 20, the root of each of the plurality of connection terminals 30, and the metal plate 40 are covered with an insulating resin 50.
  • As the insulating resin 50 a silicone resin or an epoxy resin can be used.
  • the outer shape of the magnetic sensor package 120 is provided with a connection terminal lead-out portion 121 from which a plurality of connection terminals 30 are drawn.
  • An area obtained by projecting the magnetic sensor 10 in the thickness direction (Z-axis direction) on the outer shape of the magnetic sensor package 120 is referred to as a projection area 122.
  • the magnetic sensor 10 detects the strength of the magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductor 110.
  • the magnetic sensor 10 has a Hall element, and detects a magnetic field in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the magnetic sensor 10 outputs a positive value when detecting a magnetic field directed to one side in the thickness direction (Z-axis direction), and detects a magnetic field directed to the other side in the thickness direction (Z-axis direction). Output with a negative value.
  • the magnetic sensor 10 is not limited to a magnetic sensor having a Hall element, but may be a magnetic sensor or a flux gate type magnetic sensor having an MI (Magneto Impedance) element utilizing a magnetic impedance effect.
  • MI Magnetic Impedance
  • the magnetic sensor 10 may have a Wheatstone bridge type bridge circuit composed of four AMR (Anisotropic Magneto Resistance) elements.
  • the magnetic sensor 10 may have a magnetoresistive element such as GMR (Giant Magneto Resistance), TMR (Tunnel Magneto Resistance), BMR (Ballistic Magneto Resistance), or CMR (Colossal Magneto Resistance) instead of the AMR element.
  • the magnetic sensor 10 may have a half bridge circuit composed of two magnetoresistance elements.
  • the signal processing circuit 20 processes the signal output from the magnetic sensor 10.
  • the signal processing circuit 20 is composed of an amplifier and passive elements.
  • Each of the plurality of connection terminals 30 is electrically connected to the signal processing circuit 20.
  • the tip end side of each of the plurality of connection terminals 30 is not covered with the insulating resin 50 and is exposed.
  • the plurality of connection terminals 30 are drawn out from the connection terminal lead-out portion 121 in the outer shape of the magnetic sensor package 120.
  • a part of the metal plate 40 constitutes at least one connection terminal 30 of the plurality of connection terminals 30.
  • the magnetic sensor package 120 includes seven connection terminals 30. However, the number of connection terminals 30 is not limited to seven, and may be plural.
  • the magnetic sensor 10 and the signal processing circuit 20 are mounted on one metal plate 40.
  • the metal plate 40 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and a portion to be one connection terminal 30 protrudes from the end.
  • the magnetic sensor 10, the signal processing circuit 20, and the plurality of connection terminals 30 are arranged in line in this order.
  • the magnetic sensor 10, the signal processing circuit 20, and the plurality of connection terminals 30 are electrically connected to each other by wire bonding.
  • the method of connecting the magnetic sensor 10, the signal processing circuit 20, and the metal plate 40 is not limited to wire bonding, and may be die bonding or flip chip.
  • the die bonding material an epoxy-based or silicone-based material can be used.
  • the metal plate 40 is made of copper.
  • the material which comprises the metal plate 40 is not restricted to copper, What is necessary is just a metal with high heat conductivity and electrical conductivity.
  • the plating layer may be provided in the surface of the metal plate 40. FIG. Furthermore, the material and thickness of the metal plate 40 are appropriately set so that the metal plate 40 has sufficient strength.
  • the entire package may be formed by transfer molding, or the magnetic sensor 10 and the signal processing circuit 20 are mounted on a molded body integrally formed of the metal plate 40 by premolding. It is also good.
  • the magnetic sensor package 120 is disposed so as to face one flow passage portion 111 and the other flow passage portion 115 of the conductor 110.
  • the magnetic sensor package 120 is mounted on the conductor 110 such that the metal plate 40 is positioned parallel to the conductor 110.
  • the magnetic sensor package 120 is disposed such that the direction in which the magnetic sensor 10, the signal processing circuit 20, and the plurality of connection terminals 30 are arranged is parallel to the width direction (Y-axis direction).
  • the arrangement of the magnetic sensor package 120 is not limited to the case where the direction in which the magnetic sensor 10, the signal processing circuit 20, and the plurality of connection terminals 30 are arranged is parallel to the width direction (Y axis direction).
  • the magnetic sensor 10 and the signal processing circuit 20 When the magnetic sensor package 120 is mounted on the conductor 110, the magnetic sensor 10 and the signal processing circuit 20 have one end in the width direction (Y-axis direction) of the conductor 110 when viewed from the thickness direction (Z-axis direction). It is located in the range from to the other end.
  • the magnetic sensor 10 detects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through one flow passage portion 111 and the other flow passage portion 115.
  • the insulating material portion 130 integrally fixes the magnetic sensor package 120 and the conductor 110 by partially covering the magnetic sensor package 120 and the conductor 110.
  • the insulating material portion 130 is such that at least a portion other than the connection terminal lead-out portion 121 from which the connection terminal 30 in the outer shape of the magnetic sensor package 120 is drawn is an exposed portion 120 e not covered by the insulating material portion 130. It is arranged.
  • the insulating material portions 130 are provided at intervals in the length direction (X-axis direction) along the width direction (Y-axis direction) perpendicular to the extending direction of the opening 119. ing. Each of the one flow passage portion 111, the other flow passage portion 115, and the opening portion 119 is not covered by the insulating material portion 130 at the central portion in the length direction (X-axis direction).
  • Both ends in the longitudinal direction (X-axis direction) of the magnetic sensor package 120 are covered with the insulating material portion 130, and the central portion in the longitudinal direction (X-axis direction) of the magnetic sensor package 120 is the insulating material portion It is not covered by 130 and is an exposed portion 120e.
  • the exposed portion 120 e includes at least a part of a projection area 122 obtained by projecting the magnetic sensor 10 in the thickness direction (Z-axis direction) in the outer shape of the magnetic sensor package 120.
  • the exposed portion 120 e includes the entire projection area 122.
  • the opening 119 is covered and closed by the magnetic sensor package 120 and the insulating material portion 130.
  • thermosetting resin such as an epoxy resin or a thermoplastic resin such as a polyphenylene sulfide resin
  • An additive such as a silica filler may be added to the thermosetting resin.
  • the magnetic sensor package 120 is disposed to face the flow passage portion 111 on one side of the conductor 110 and the flow passage portion 115 on the other side.
  • the magnetic sensor package 120 and the conductor 110 are integrally fixed by partially covering them with an insulating material.
  • the insulating material is disposed such that at least a portion of the outer shape of the magnetic sensor package 120 other than the connection terminal lead-out portion 121 is the exposed portion 120 e not covered by the insulating material.
  • the insulating material is disposed along the edge in the longitudinal direction (X-axis direction) of the opening 119 of the conductor 110 so as to cover the edge.
  • the magnetic sensor package 120 and the conductor 110 are integrally fixed by insert molding.
  • the method of integrally fixing the magnetic sensor package 120 and the conductor 110 is not limited to insert molding, and other methods such as potting, transfer molding, or adhesive application may be used.
  • the insulating material portion 130 is an insulating material other than the connection terminal lead-out portion 121 from which the connection terminal 30 in the outer shape of the magnetic sensor package 120 is drawn.
  • the exposed portion 120e includes at least a part of the projection area 122 obtained by projecting the magnetic sensor 10 in the thickness direction (Z-axis direction) in the outer shape of the magnetic sensor package 120, thereby making the conductor 110 in use of the current sensor 100
  • the heat radiation path from the vicinity of the magnetic sensor 10 can be secured for the heat generation of the magnetic sensor 10, and the magnetic sensor 10 can be effectively suppressed from becoming high temperature.
  • the exposed portion 120e includes the entire projection area 122, a heat radiation path from the vicinity of the magnetic sensor 10 is secured over the entire magnetic sensor 10, and the magnetic sensor 10 becomes hot. Can be entirely suppressed in the magnetic sensor 10.
  • the deformation resistance of the conductor 110 can be increased by integrally fixing the magnetic sensor package 120 and the conductor 110, the amount of deformation of the conductor 110 when an internal stress due to impact or temperature change acts on the current sensor 100 can be obtained. It can be reduced. Also by this, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the current sensor 100.
  • the exposed portion 120e in the magnetic sensor package 120 By providing the exposed portion 120e in the magnetic sensor package 120, it is possible to attach an identification mark such as a manufacturing lot number to the exposed portion 120e. Thereby, even after the completion of the current sensor 100, the production lot number of the current sensor 100 can be visually recognized, so traceability can be easily ensured.
  • the current sensor according to the second embodiment is the same as the current sensor 100 according to the first embodiment because the current sensor according to the second embodiment is different from the current sensor 100 according to the first embodiment only in that the exposed portion 120e is provided only in the vicinity of the projection area 122.
  • the same reference symbols are attached to the configurations that are and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 4 is a perspective view of a current sensor according to a second embodiment of the present invention as viewed from the surface side of a conductor.
  • the exposed portion 120 e is provided only in the vicinity of the projection area 122.
  • the exposed portion 120 e includes the entire projection area 122.
  • the exposed portion 120 e has a rectangular outer shape when viewed in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the insulating material portion 130 covers a portion other than the connection terminal lead-out portion 121 and the exposed portion 120 e in the outer shape of the magnetic sensor package 120.
  • the exposed portion 120e may be provided only on one side in the thickness direction (Z-axis direction) or only on the other side in the thickness direction (Z-axis direction). It may be provided, and may be provided on both sides in the thickness direction (Z-axis direction).
  • FIG. 5 is a perspective view of the current sensor according to the comparative example as viewed from the surface side of the conductor. As shown in FIG. 5, in the current sensor 900 according to the comparative example, the insulating material portion 130 covers a portion other than the connection terminal lead portion 121 in the outer shape of the magnetic sensor package 120, and an exposed portion 120e is provided. Not.
  • FIG. 6 is a diagram showing a simulation analysis result of temperature distribution in the current sensor when the current flows through the conductor included in the current sensor according to the second embodiment of the present invention to generate heat.
  • FIG. 7 is a diagram showing a simulation analysis result of temperature distribution in the current sensor when the current flows through the conductor included in the current sensor according to the comparative example to generate heat. 6 and 7, the surface 110 a side of the conductor 110 is viewed from the thickness direction (Z-axis direction). In FIG. 6 and FIG. 7, the temperature increases from T1 to T6.
  • the temperature of the projection area 122 is T6 or more, whereas in the current sensor 100a according to the present embodiment, the projection area 122 The temperature was T5 or more and T6 or less. Specifically, the current sensor 100 a was about 3 ° C. lower than the current sensor 900 with respect to the temperature in the projection area 122.
  • the current sensor according to the third embodiment is mainly different from the current sensor 100a according to the second embodiment in that a part of the opening 119 is not covered by the magnetic sensor package 120 and the insulating material portion 130.
  • the same components as those of the current sensor 100a according to the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 8 is a perspective view of a current sensor according to a third embodiment of the present invention as viewed from the surface side of a conductor.
  • FIG. 9 is a plan view of the current sensor of FIG. 8 as viewed in the direction of arrow IX.
  • the exposed portions 120 e are provided on both sides in the thickness direction (Z-axis direction) in the outer shape of the magnetic sensor package 120.
  • the opening 119 is open to the outside of the current sensor 100b without being blocked.
  • the exposed portion 120 e is adjacent to the portion of the opening 119 that is open to the outside.
  • the outside air passing through the portion opened to the outside in the opening portion 119 contacts the exposed portion 120e, thereby enhancing the heat dissipation efficiency in the vicinity of the projection region 122 of the magnetic sensor package 120, and the temperature of the magnetic sensor 10 becomes high. Can be effectively suppressed.
  • the current sensor 100b with a blower mechanism, it is possible to forcibly allow the outside air to pass through the open portion 119 to the outside, so the heat radiation efficiency in the vicinity of the projection area 122 of the magnetic sensor package 120 Can be raised more. Thereby, it can be more effectively suppressed that the magnetic sensor 10 becomes high temperature.
  • FIG. 10 is a perspective view of a current sensor according to a modification of Embodiment 3 of the present invention as viewed from the surface side of a conductor.
  • the insulating material portion 130 has a wind guide shape for guiding the outside air to the exposed portion 120e.
  • the insulating material portion 130 is provided with an opening whose opening area increases in the thickness direction (Z-axis direction) as the distance from the exposed portion 120 e increases.
  • the opening shape may be set to a shape that reflects the draft of the die for molding the insulating material portion 130, or may be set to a shape optimized for air flow.
  • the outside air can be guided to the exposed portion 120e to increase the flow rate and the flow velocity of the outside air in contact with the exposed portion 120e.
  • the heat radiation efficiency in the vicinity of the region 122 can be further enhanced, and the high temperature of the magnetic sensor 10 can be suppressed more effectively.
  • the current sensor according to the fourth embodiment differs from the current sensor 100b according to the third embodiment mainly in that the insulating material portions are provided spaced apart from each other in the width direction (Y-axis direction).
  • the same components as those of the current sensor 100b according to the third embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 11 is a perspective view of the current sensor according to Embodiment 4 of the present invention as viewed from the surface side of the conductor.
  • FIG. 12 is a perspective view of the current sensor according to Embodiment 4 of the present invention as viewed from the back surface side of the conductor.
  • the insulating material portion 130 extends in the length direction (X-axis direction) parallel to the extending direction of the opening 119. Along the length, they are provided spaced apart from each other in the width direction (Y-axis direction).
  • the opening 119 is not covered by the insulating material portion 130. Therefore, the portion of the opening 119 not covered by the magnetic sensor package 120 is open to the outside of the current sensor 100d without being closed.
  • FIG. 13 is a diagram showing a simulation analysis result of temperature distribution in the current sensor when the current flows through the conductor included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention to generate heat.
  • the surface 110 a side of the conductor 110 is viewed from the thickness direction (Z-axis direction).
  • the temperature increases from T1 to T6.
  • the temperature of the projection area 122 is T5 or more and T6 or less. Specifically, with regard to the temperature in the projection region 122, the current sensor 100d was about 5 ° C. lower than the current sensor 900 according to the comparative example.
  • the heat radiation efficiency in the vicinity of the projection area 122 of the magnetic sensor package 120 is enhanced by opening the outside to the outside without blocking the part of the opening 119, and the magnetic sensor 10 becomes hot. It could be confirmed that it could be suppressed
  • Embodiment 5 the current sensor according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
  • the current sensor according to the fifth embodiment is different from the current sensor 100a according to the second embodiment mainly in that a part of the insulating material portion constitutes the heat dissipation uneven portion, the second embodiment relates to the second embodiment.
  • the same components as those of current sensor 100a are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 14 is a perspective view of the current sensor according to the fifth embodiment of the present invention as viewed from the surface side of the conductor.
  • the insulating material portion 130 constitutes the heat dissipation uneven portion 131.
  • the heat radiation uneven portion 131 is provided on one side in the thickness direction (Z-axis direction) of the insulating material portion 130.
  • the heat dissipation concave and convex portions 131 may be provided on both sides in the thickness direction (Z-axis direction) of the insulating material portion 130, and in the width direction (Y-axis direction) and the length direction (X-axis direction) It may be provided on at least one side or both sides.
  • the heat radiation uneven portion 131 of the present embodiment a plurality of rectangular parallelepiped convex portions are arranged in the length direction (X-axis direction) at an interval.
  • the shape and the arrangement of the heat radiation uneven portion 131 are not limited to the above, and any shape that can increase the surface area of the insulating material portion 130 may be used.
  • the heat dissipation property of the insulating material portion 130 is improved because a part of the insulating material portion 130 constitutes the uneven portion 131 for heat dissipation, and thus the magnetism is improved.
  • the heat dissipation from the sensor package 120 can be improved.
  • the magnetic sensor 10 and the signal processing circuit 20 can be prevented from being affected by heat due to the heat generation of the conductor 110, and the heat generation of the conductor 110 can be suppressed from lowering the reliability of the current sensor 100e.
  • Embodiment 6 the current sensor according to the sixth embodiment of the present invention will be described.
  • the current sensor according to the sixth embodiment is different from the current sensor 100 according to the first embodiment mainly in the shape of the conductor, and therefore the same reference numerals are given to the same configuration as the current sensor 100 according to the first embodiment. And I will not repeat the explanation.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a state in which the magnetic sensor package provided in the current sensor according to Embodiment 6 of the present invention is disposed on a conductor as viewed from the surface side of the conductor.
  • the outline of the magnetic sensor package is indicated by a two-dot chain line, and the insulating resin of the magnetic sensor package is seen through. Further, in FIG. 15, the electrodes and the wires are not shown for the sake of clarity.
  • the conductor 210 provided in the current sensor according to the sixth embodiment of the present invention has one flow path part 211 where the current to be measured is divided and flows halfway along the length direction (X-axis direction). And the other flow passage portion 215.
  • the other flow passage portion 215 is located side by side with the one flow passage portion 211 in the width direction (Y-axis direction) when viewed from the thickness direction (Z-axis direction).
  • An opening 119 extending in the length direction (X-axis direction) is provided between one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215.
  • the opening 119 is located at the center of the conductor 210 in the width direction (Y-axis direction).
  • the opening 119 may not necessarily be located at the center of the conductor 210 in the width direction (Y-axis direction).
  • One flow passage portion 211 bulges to the surface side of the conductor 210 as viewed in the width direction (Y-axis direction).
  • the other flow passage portion 215 bulges on the back surface side of the conductor 210 as viewed in the width direction (Y-axis direction).
  • One flow passage portion 211 extends in the length direction (X-axis direction), with a first protrusion 212 and a second protrusion 213 protruding so as to be orthogonal to the surface of the conductor 210 at intervals. And an extending portion 214 connecting the first protruding portion 212 and the second protruding portion 213.
  • the shape of one flow passage portion 211 is not limited to this, and may have a C-shape or a semicircular shape as viewed from the width direction (Y-axis direction), for example.
  • the other flow path portions 215 extend in the length direction (X-axis direction), and are spaced apart from one another and project from the third and fourth protrusions 216 and 217 that project orthogonally to the back surface of the conductor 210. And an extending portion 218 connecting the third protruding portion 216 and the fourth protruding portion 217.
  • the shape of the other flow passage portion 215 is not limited to this, and may have a C-shape or a semicircular shape as viewed from the width direction (Y-axis direction), for example.
  • One flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215 have shapes that are point-symmetrical to each other.
  • the one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215 may not necessarily have a point-symmetrical shape.
  • annular region 210 h As viewed in the width direction (Y-axis direction), an annular region 210 h surrounded by one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215 is formed.
  • the magnetic sensor package 120 is inserted in a space formed by one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215.
  • the magnetic sensor package 120 is integrally fixed to the conductor 210 by the insulating material portion 130.
  • the magnetic sensor 10 is located inside the annular region 210h when viewed in the width direction (Y-axis direction), and in the width direction (Y-axis direction) when viewed in the thickness direction (Z-axis direction). It is located in the range from one end of one flow passage portion 211 to the other end of the other flow passage portion 215.
  • the magnetic sensor 10 is located at the center of the inside of the annular region 210 h as viewed in the width direction (Y-axis direction).
  • the magnetic sensor 10 detects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215.
  • the magnetic sensor 10 and the signal processing circuit 20 are located inside the annular region 210h when viewed from the width direction (Y-axis direction), And it is located in the range from one end of one channel part 211 in the cross direction (Y-axis direction) to the other end of the other channel part 215 in the thickness direction (Z-axis direction). Furthermore, when the magnetic sensor 10 is located at the center of the inside of the annular region 210 h when viewed in the width direction (Y-axis direction), the region inside the loop formed by the magnetic sensor 10 and the signal processing circuit 20 It is possible to reduce the interlinkage flux which penetrates vertically to reduce the noise generated by the interlinkage flux. As a result, the detection accuracy of the current sensor can be improved, and in turn, the reliability of the current sensor can be improved.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of a current sensor according to a first modified example of Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the configuration of a current sensor according to a second modified embodiment of the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a configuration of a current sensor according to a third modified embodiment of the sixth embodiment of the present invention.
  • the current sensors according to the first to third modifications of the sixth embodiment of the present invention are different from the current sensor according to the sixth embodiment of the present invention only in the shape of the conductor. The description will not be repeated for a configuration that is the same as that in FIG.
  • the current sensor according to the first modification of the sixth embodiment of the present invention includes a conductor 210 a and a magnetic sensor package 120.
  • the conductor 210a includes one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 115, in which the current to be measured is divided and flows on the way in the length direction (X-axis direction).
  • the other flow passage portion 115 is positioned side by side with the one flow passage portion 211 in the width direction (Y-axis direction) when viewed from the thickness direction (Z-axis direction).
  • An opening 119 extending in the length direction (X-axis direction) is provided between one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 115.
  • the opening 119 is located at the center of the conductor 210 a in the width direction (Y-axis direction).
  • the opening 119 may not necessarily be located at the center of the conductor 210 a in the width direction (Y-axis direction).
  • an annular region 210ah surrounded by one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 115 is formed.
  • the magnetic sensor package 120 is inserted into the space formed by the one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 115.
  • the magnetic sensor 10 is located inside the annular region 210ah when viewed in the width direction (Y-axis direction), and in the width direction (Y-axis direction) when viewed in the thickness direction (Z-axis direction). It is located in the range from one end of one flow path portion 211 to the other end of the other flow path portion 115.
  • the magnetic sensor 10 is located at the center of the inside of the annular region 210ah when viewed in the width direction (Y-axis direction).
  • the magnetic sensor 10 detects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 115.
  • the current to be measured is divided and flows halfway along the length direction (X-axis direction) And the other flow path portion 215b.
  • the other flow passage portion 215 b is located in line with the one flow passage portion 211 b in the width direction (Y-axis direction) when viewed from the thickness direction (Z-axis direction).
  • the conductor 210b is located on the surface side of the conductor 210b at one side in the length direction (X-axis direction) with respect to the branched portion, compared to the other side.
  • An opening 119 extending in the length direction (X-axis direction) is provided between one flow passage portion 211 b and the other flow passage portion 215 b.
  • the opening 119 is located at the center of the conductor 210b in the width direction (Y-axis direction).
  • the opening 119 may not necessarily be located at the center of the conductor 210 b in the width direction (Y-axis direction).
  • One flow passage portion 211b is perpendicular to the surface of the conductor 210b and an extending portion 214b extending in the length direction (X-axis direction) from one portion in the length direction (X-axis direction) of the conductor 210b. It is bent and it is comprised from the bent part 213b which connects the extension part 214b and the other part of the length direction (X-axis direction) of the conductor 210b.
  • the other flow path portion 215b is a bent portion 216b which is bent so as to be orthogonal to the back surface of the conductor 210b from one portion in the length direction (X axis direction) of the conductor 210b, and a length direction from the bent portion 216b (X axis direction , And an extension portion 218b connecting the bent portion 216b and the other portion in the length direction (X-axis direction) of the conductor 210b.
  • annular region 210bh surrounded by one flow passage portion 211b and the other flow passage portion 215b is formed.
  • the magnetic sensor package 120 is inserted in a space formed by one flow passage portion 211 b and the other flow passage portion 215 b.
  • the magnetic sensor 10 is located inside the annular region 210bh when viewed in the width direction (Y-axis direction), and in the width direction (Y-axis direction) when viewed in the thickness direction (Z-axis direction). It is located in the range from the one end of one flow-path part 211b to the other end of the other flow-path part 215b.
  • the magnetic sensor 10 is located at the center of the inside of the annular region 210bh when viewed in the width direction (Y-axis direction).
  • the magnetic sensor 10 detects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through one flow passage portion 211 b and the other flow passage portion 215 b.
  • the current to be measured is divided and flows halfway along the length direction (X-axis direction) And the other flow path portion 215c.
  • the other flow passage portion 215c is located in line with the one flow passage portion 211b in the width direction (Y-axis direction) when viewed from the thickness direction (Z-axis direction).
  • the conductor 210c is located on the surface side of the conductor 210c at one side in the length direction (X-axis direction) with respect to the branched portion, as compared with the other side.
  • An opening 119 extending in the length direction (X-axis direction) is provided between one flow passage portion 211 b and the other flow passage portion 215 c.
  • the opening 119 is located at the center of the conductor 210c in the width direction (Y-axis direction).
  • the opening 119 may not necessarily be located at the center of the conductor 210 c in the width direction (Y-axis direction).
  • the other flow path portion 215c extends in the length direction (X-axis direction), with a third protrusion 216c and a fourth protrusion 217 protruding so as to be orthogonal to the back surface of the conductor 210c at intervals. And an extending portion 218 connecting the third protruding portion 216 c and the fourth protruding portion 217.
  • the third protrusion 216 c connects one portion in the length direction (X-axis direction) of the conductor 210 c and the extension portion 218.
  • the fourth projecting portion 217 connects the extending portion 218 and the other portion in the length direction (X-axis direction) of the conductor 210c.
  • annular region 210 ch surrounded by one flow passage portion 211 b and the other flow passage portion 215 c is formed.
  • the magnetic sensor package 120 is inserted in a space formed by one flow passage portion 211 b and the other flow passage portion 215 c.
  • the magnetic sensor 10 is located inside the annular region 210ch when viewed in the width direction (Y-axis direction), and in the width direction (Y-axis direction) when viewed in the thickness direction (Z-axis direction). It is located in the range from the one end of one flow-path part 211b to the other end of the other flow-path part 215c.
  • the magnetic sensor 10 is located at the center of the inside of the annular region 210 ch when viewed in the width direction (Y-axis direction).
  • the magnetic sensor 10 detects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through one flow passage portion 211 b and the other flow passage portion 215 c.
  • FIG. 19 is a perspective view of the current sensor according to the sixth embodiment of the present invention as viewed from the surface side of the conductor.
  • the insulating material portions 130 are spaced from each other in the length direction (X-axis direction) along the width direction (Y-axis direction) Are provided.
  • Each of the one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215 is not covered by the insulating material portion 130 at the central portion in the length direction (X-axis direction).
  • the extension portion 214 and the extension portion 218 are not covered by the insulating material portion 130.
  • Both ends in the longitudinal direction (X-axis direction) of the magnetic sensor package 120 are covered with the insulating material portion 130, and the central portion in the longitudinal direction (X-axis direction) of the magnetic sensor package 120 is the insulating material portion It is not covered by 130 and is an exposed portion 120e.
  • the insulating material portion 130 is the insulating material except the connection terminal lead-out portion 121 from which the connection terminal 30 in the outer shape of the magnetic sensor package 120 is drawn.
  • the current sensor according to the seventh embodiment is different from the current sensor 100f according to the sixth embodiment mainly in that a part of the opening 119 is not covered by the magnetic sensor package 120 and the insulating material portion 130.
  • the same components as those of the current sensor 100f according to the sixth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 20 is a perspective view of a current sensor according to Embodiment 7 of the present invention as viewed from the surface side of a conductor.
  • the insulating material portion 130 extends along the length direction (X-axis direction) parallel to the extending direction of the opening 119. They are spaced apart from each other in the width direction (Y-axis direction).
  • the opening 119 is not covered by the insulating material portion 130. Therefore, a portion of the opening 119 not covered by the magnetic sensor package 120 is open without being closed to the outside of the current sensor 100g.
  • Each of the one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215 is not covered by the insulating material portion 130 at the central portion in the length direction (X-axis direction). Specifically, the extension portion 214 and the extension portion 218 are not covered by the insulating material portion 130.
  • the heat radiation efficiency in the vicinity of the projection area 122 of the magnetic sensor package 120 is enhanced by opening the outside of the opening 119 without closing the opening 119 partially. High temperature of the magnetic sensor 10 can be effectively suppressed.
  • FIG. 21 is a perspective view of a current sensor according to a modification of Embodiment 7 of the present invention as viewed from the surface side of a conductor.
  • the current sensor according to the modification of the seventh embodiment of the present invention has only the point that the whole of each of the one flow path portion 211 and the other flow path portion 215 is covered with the insulating material portion 130.
  • the configuration is the same as that of the current sensor 100g according to the seventh embodiment of the present invention, as different from the current sensor 100g according to the seventh embodiment.
  • the whole of each of the one flow passage portion 211 and the other flow passage portion 215 is covered with the insulating material portion 130. It is thereby, since the deformation resistance of the conductor 210 can be increased, the deformation amount of each of the flow passage portion 211 and the flow passage portion 215 due to an impact or temperature change acting on the current sensor 100 h can be reduced. it can. As a result, the amount of change in the relative positional relationship between the magnetic sensor 10 and the conductor 210 can be reduced, and a decrease in detection accuracy of the current sensor 100 h can be suppressed.

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Abstract

電流センサは、導体(110)と、磁気センサパッケージ(120)と、絶縁性材料部(130)とを備える。絶縁性材料部(130)は、磁気センサパッケージ(120)と導体(110)とを部分的に覆うことにより一体固定している。絶縁性材料部(130)は、磁気センサパッケージ(120)の外形における接続端子(30)が引き出されている接続端子引出部(121)以外の少なくとも一部が絶縁性材料部(130)によって覆われていない露出部(120e)となるように配置されている。

Description

電流センサおよびその製造方法
 本発明は、電流センサおよびその製造方法に関する。
 電流センサの構成を開示した先行文献として、特開2012-122793号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載された電流センサにおいては、バスバーとコアとセンサIC(Integrated Circuit)とがインサート成形によって一体化されている。センサICは、磁気センサを含み、インサート成形時に射出成形される溶融樹脂によって覆われている。
特開2012-122793号公報
 電流センサの使用時には、バスバーである導体が発熱する。センサICなどの磁気センサパッケージが樹脂に覆われている場合、磁気センサパッケージからの放熱が阻害されて磁気センサが高温となって磁気センサの検出精度が低下し、電流センサの信頼性が低下する。
 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、磁気センサの放熱性を向上させ、高温になることによる磁気センサの検出精度の低下を抑制することにより、信頼性の低下が抑制されている、電流センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明に基づく電流センサの製造方法は、導体と磁気センサパッケージとを備える電流センサの製造方法である。導体は、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向、この長さ方向と直交する幅方向、および、上記長さ方向と上記幅方向とに直交する厚さ方向を有する板状である。磁気センサパッケージは、磁気センサ、信号処理回路、および、接続端子を含む。磁気センサは、上記電流により発生する磁界の強さを検出する。信号処理回路は、磁気センサから出力された信号を処理する。接続端子は、信号処理回路に電気的に接続されている。導体は、上記長さ方向における途中で、上記電流が分流されて流れる一方の流路部および他方の流路部を含む。他方の流路部は、上記厚さ方向から見て、上記幅方向において、上記一方の流路部と並んで位置している。電流センサの製造方法は、導体の上記一方の流路部および上記他方の流路部と対向するように磁気センサパッケージを配置する工程と、磁気センサパッケージと導体とを絶縁性材料によって部分的に覆うことにより一体固定する工程とを備える。上記一体固定する工程において、磁気センサパッケージの外形における接続端子が引き出されている接続端子引出部以外の少なくとも一部が上記絶縁性材料によって覆われていない露出部となるように、上記絶縁性材料を配置する。
 本発明の一形態においては、磁気センサパッケージと導体とをインサート成形により一体固定する。
 本発明の一形態においては、露出部が、磁気センサパッケージの外形において上記厚さ方向に磁気センサを投影した投影領域の少なくとも一部を含む。
 本発明の一形態においては、導体は、上記一方の流路部と上記他方の流路部との間に、上記長さ方向に延在する開口部が設けられている。開口部の少なくとも一部は、磁気センサパッケージおよび上記絶縁性材料によって覆われていない。
 本発明の一形態においては、上記絶縁性材料によって放熱用凹凸部が形成されている。
 本発明の一形態においては、上記幅方向から見て、上記一方の流路部と上記他方の流路部とによって囲まれた環状領域が形成されている。
 本発明の一形態においては、上記一方の流路部および上記他方の流路部の全体が、上記絶縁性材料によって覆われている。
 本発明に基づく電流センサは、導体と、磁気センサパッケージと、絶縁性材料部とを備える。導体は、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向、この長さ方向と直交する幅方向、および、上記長さ方向と上記幅方向とに直交する厚さ方向を有する板状である。磁気センサパッケージは、磁気センサ、信号処理回路、および、接続端子を含む。磁気センサは、上記電流により発生する磁界の強さを検出する。信号処理回路は、磁気センサから出力された信号を処理する。接続端子は、信号処理回路に電気的に接続されている。絶縁性材料部は、磁気センサパッケージと導体とを部分的に覆うことにより一体固定している。導体は、上記長さ方向における途中で、上記電流が分流されて流れる一方の流路部および他方の流路部を含む。上記他方の流路部は、上記厚さ方向から見て、上記幅方向において、上記一方の流路部と並んで位置している。磁気センサパッケージは、導体の上記一方の流路部および上記他方の流路部と対向するように配置されている。絶縁性材料部は、磁気センサパッケージの外形における接続端子が引き出されている接続端子引出部以外の少なくとも一部が絶縁性材料部によって覆われていない露出部となるように配置されている。
 本発明の一形態においては、露出部が、磁気センサパッケージの外形において上記厚さ方向に磁気センサを投影した投影領域の少なくとも一部を含む。
 本発明の一形態においては、導体は、上記一方の流路部と上記他方の流路部との間に、上記長さ方向に延在する開口部が設けられている。開口部の少なくとも一部は、磁気センサパッケージおよび絶縁性材料部によって覆われていない。
 本発明の一形態においては、絶縁性材料部は、放熱用凹凸部を構成している。
 本発明の一形態においては、上記幅方向から見て、上記一方の流路部と上記他方の流路部とによって囲まれた環状領域が形成されている。
 本発明の一形態においては、上記一方の流路部および上記他方の流路部の全体が、絶縁性材料部によって覆われている。
 本発明によれば、磁気センサの放熱性を向上させ、高温になることによる磁気センサの検出精度の低下を抑制することにより、電流センサの信頼性の低下を抑制できる。
本発明の実施形態1に係る電流センサが備える磁気センサパッケージを導体に配置した状態を導体の表面側から見て示す斜視図である。 本発明の実施形態1に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態1に係る電流センサを導体の裏面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態2に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 比較例に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態2に係る電流センサが備える導体に電流が流れて発熱した際の電流センサにおける温度分布のシミュレーション解析結果を示す図である。 比較例に係る電流センサが備える導体に電流が流れて発熱した際の電流センサにおける温度分布のシミュレーション解析結果を示す図である。 本発明の実施形態3に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 図8の電流センサを矢印IX方向から見た平面図である。 本発明の実施形態3の変形例に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態4に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態4に係る電流センサを導体の裏面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態4に係る電流センサが備える導体に電流が流れて発熱した際の電流センサにおける温度分布のシミュレーション解析結果を示す図である。 本発明の実施形態5に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態6に係る電流センサが備える磁気センサパッケージを導体に配置した状態を導体の表面側から見て示す斜視図である。 本発明の実施形態6の第1変形例に係る電流センサの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態6の第2変形例に係る電流センサの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態6の第3変形例に係る電流センサの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態6に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態7に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。 本発明の実施形態7の変形例に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。
 以下、本発明の各実施形態に係る電流センサおよびその製造方法について図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
 (実施形態1)
 図1は、本発明の実施形態1に係る電流センサが備える磁気センサパッケージを導体に配置した状態を導体の表面側から見て示す斜視図である。図2は、本発明の実施形態1に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図3は、本発明の実施形態1に係る電流センサを導体の裏面側から見た斜視図である。図1においては、磁気センサパッケージの外形を2点鎖線で示し、磁気センサパッケージの後述する絶縁性樹脂を透視して図示している。また、図1においては、見やすくするために、電極および配線を図示していない。図1~図3においては、後述する導体110の長さ方向をX軸方向、導体110の幅方向をY軸方向、導体110の厚さ方向をZ軸方向として、図示している。
 図1~図3に示すように、本発明の実施形態1に係る電流センサ100は、導体110と磁気センサパッケージ120と絶縁性材料部130とを備える。導体110には、測定対象の電流が流れる。導体110は、表面110aおよび裏面110bを含み、長さ方向(X軸方向)、長さ方向(X軸方向)と直交する幅方向(Y軸方向)、および、長さ方向(X軸方向)と幅方向(Y軸方向)とに直交する厚さ方向(Z軸方向)を有する板状である。導体110は、長さ方向(X軸方向)における途中で、測定対象の電流が分流されて流れる一方の流路部111および他方の流路部115を含む。他方の流路部115は、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)において、一方の流路部111と並んで位置している。
 導体110は、一方の流路部111と他方の流路部115との間に、長さ方向(X軸方向)に延在する開口部119が設けられている。開口部119は、幅方向(Y軸方向)にて導体110の中央に位置している。なお、開口部119は、必ずしも幅方向(Y軸方向)にて導体110の中央に位置していなくてもよい。
 本実施形態においては、導体110は、銅で構成されている。ただし、導体110の材料はこれに限られず、銀、アルミニウム若しくは鉄などの金属、またはこれらの金属を含む合金でもよい。
 導体110は、表面処理が施されていてもよい。たとえば、ニッケル、錫、銀若しくは銅などの金属、またはこれらの金属を含む合金からなる、少なくとも1層のめっき層が、導体110の表面に設けられていてもよい。また、導体110は、絶縁性樹脂によって絶縁被覆されていてもよい。
 本実施形態においては、鋳造により導体110を形成している。ただし、導体110の形成方法はこれに限られず、切削加工またはプレス加工などにより導体110を形成してもよい。
 磁気センサパッケージ120は、磁気センサ10、信号処理回路20および複数の接続端子30を含む。磁気センサパッケージ120は、金属板40をさらに含む。磁気センサ10、信号処理回路20、複数の接続端子30の各々の根元部、および、金属板40は、絶縁性樹脂50で覆われている。絶縁性樹脂50としては、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂などを用いることができる。
 磁気センサパッケージ120の外形には、複数の接続端子30が引き出されている接続端子引出部121が設けられている。磁気センサパッケージ120の外形に、厚さ方向(Z軸方向)に磁気センサ10を投影した領域を投影領域122とする。
 磁気センサ10は、導体110を流れる測定対象の電流により発生する磁界の強さを検出する。本実施形態においては、磁気センサ10は、ホール素子を有し、厚さ方向(Z軸方向)の磁界を検出する。磁気センサ10は、厚さ方向(Z軸方向)の一方に向いた磁界を検出した場合に正の値で出力し、厚さ方向(Z軸方向)の他方に向いた磁界を検出した場合に負の値で出力する。
 なお、磁気センサ10は、ホール素子を有する磁気センサに限られず、磁気インピーダンス効果を利用するMI(Magneto Impedance)素子を有する磁気センサまたはフラックスゲート型磁気センサなどでもよい。
 若しくは、磁気センサ10は、4つのAMR(Anisotropic Magneto Resistance)素子からなるホイートストンブリッジ型のブリッジ回路を有していてもよい。磁気センサ10は、AMR素子に代えて、GMR(Giant Magneto Resistance)、TMR(Tunnel Magneto Resistance)、BMR(Ballistic Magneto Resistance)、CMR(Colossal Magneto Resistance)などの磁気抵抗素子を有していてもよい。また、磁気センサ10が、2つの磁気抵抗素子からなるハーフブリッジ回路を有していてもよい。
 信号処理回路20は、磁気センサ10から出力された信号を処理する。信号処理回路20は、アンプおよび受動素子などから構成されている。
 複数の接続端子30の各々は、信号処理回路20に電気的に接続されている。複数の接続端子30の各々の先端側は、絶縁性樹脂50に覆われておらず露出している。複数の接続端子30は、磁気センサパッケージ120の外形における接続端子引出部121から引き出されている。金属板40の一部は、複数の接続端子30のうちの少なくとも1つの接続端子30を構成する。本実施形態においては、磁気センサパッケージ120は、7つの接続端子30を含んでいるが、接続端子30の数は、7つに限られず、複数であればよい。
 磁気センサ10および信号処理回路20は、1枚の金属板40に搭載されている。金属板40は、略直方体状の外形を有し、端部から1つの接続端子30となる部分が突出している。
 本実施形態においては、磁気センサ10、信号処理回路20および複数の接続端子30が、この順で1列に並んで配置されている。磁気センサ10、信号処理回路20および複数の接続端子30は、ワイヤボンディングによって互いに電気的に接続されている。なお、磁気センサ10、信号処理回路20および金属板40の接続方法は、ワイヤボンディングに限られず、ダイボンドまたはフリップチップなどでもよい。ダイボンド材としては、エポキシ系またはシリコーン系の材料を用いることができる。
 本実施形態においては、金属板40は、銅で構成されている。ただし、金属板40を構成する材料は、銅に限られず、熱伝導性および電気伝導性の高い金属であればよい。また、上記の接続方法に応じて、良好な接続性を確保するために、金属板40の表面にめっき層が設けられていてもよい。さらに、金属板40が十分な強度を有するように、金属板40の材料および厚さが適宜設定される。
 磁気センサパッケージ120を形成する際には、パッケージ全体をトランスファーモールドにより形成してもよいし、金属板40をプリモールドにより一体成形した成形体に、磁気センサ10および信号処理回路20を実装してもよい。
 図1に示すように、磁気センサパッケージ120は、導体110の一方の流路部111および他方の流路部115と対向するように配置されている。磁気センサパッケージ120は、金属板40が導体110と平行に位置するように、導体110上に載置されている。磁気センサ10、信号処理回路20および複数の接続端子30が並ぶ方向と、幅方向(Y軸方向)とが、互いに平行になるように、磁気センサパッケージ120が配置されている。ただし、磁気センサパッケージ120の配置は、磁気センサ10、信号処理回路20および複数の接続端子30が並ぶ方向と、幅方向(Y軸方向)とが、互いに平行になる場合に限られない。
 磁気センサパッケージ120が導体110上に載置された状態において、磁気センサ10および信号処理回路20は、厚さ方向(Z軸方向)から見て、導体110の幅方向(Y軸方向)の一端から他端までの範囲内に位置している。磁気センサ10は、一方の流路部111および他方の流路部115を流れる測定対象の電流によって発生する磁界を検出する。
 図2および図3に示すように、絶縁性材料部130は、磁気センサパッケージ120と導体110とを部分的に覆うことにより、磁気センサパッケージ120と導体110とを一体に固定している。絶縁性材料部130は、磁気センサパッケージ120の外形における接続端子30が引き出されている接続端子引出部121以外の少なくとも一部が絶縁性材料部130によって覆われていない露出部120eとなるように配置されている。
 本実施形態においては、絶縁性材料部130は、開口部119の延在方向に垂直な幅方向(Y軸方向)に沿いつつ、長さ方向(X軸方向)において互いに間隔をあけて設けられている。一方の流路部111、他方の流路部115および開口部119の各々は、長さ方向(X軸方向)の中央部において絶縁性材料部130に覆われていない。
 磁気センサパッケージ120の長さ方向(X軸方向)における両端部は絶縁性材料部130に覆われており、磁気センサパッケージ120の長さ方向(X軸方向)における中央部は、絶縁性材料部130に覆われておらず露出部120eとなっている。
 露出部120eは、磁気センサパッケージ120の外形において厚さ方向(Z軸方向)に磁気センサ10を投影した投影領域122の少なくとも一部を含む。本実施形態においては、露出部120eは、投影領域122の全体を含んでいる。開口部119は、磁気センサパッケージ120と絶縁性材料部130とによって覆われて塞がれている。
 絶縁性材料部130を構成する絶縁性材料として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂には、シリカフィラーなどの添加材が添加されていてもよい。
 電流センサ100を製造する際には、導体110の一方の流路部111および他方の流路部115と対向するように磁気センサパッケージ120を配置する。
 次に、磁気センサパッケージ120と導体110とを絶縁性材料によって部分的に覆うことにより一体固定する。この一体固定する工程において、磁気センサパッケージ120の外形における接続端子引出部121以外の少なくとも一部が絶縁性材料によって覆われていない露出部120eとなるように、絶縁性材料を配置する。本実施形態においては、導体110の開口部119の長さ方向(X軸方向)の縁部に沿ってこの縁部を覆うように、絶縁性材料を配置する。
 本実施形態においては、磁気センサパッケージ120と導体110とをインサート成形により一体固定する。ただし、磁気センサパッケージ120と導体110とを一体固定する方法は、インサート成形に限られず、ポッティング、トランスファーモールドまたは接着剤塗布などの他の方法でもよい。
 本発明の実施形態1に係る電流センサ100においては、絶縁性材料部130が、磁気センサパッケージ120の外形における接続端子30が引き出されている接続端子引出部121以外の少なくとも一部が絶縁性材料部130によって覆われていない露出部120eとなるように配置されていることにより、磁気センサパッケージ120からの放熱経路を確保して、磁気センサ10の放熱性を向上させ、高温になることによる磁気センサ10の検出精度の低下を抑制することができる。これにより、電流センサ100の信頼性が低下することを抑制できる。
 また、露出部120eが、磁気センサパッケージ120の外形において厚さ方向(Z軸方向)に磁気センサ10を投影した投影領域122の少なくとも一部を含むことにより、電流センサ100の使用時の導体110の発熱に対して磁気センサ10の近傍からの放熱経路を確保して、磁気センサ10が高温になることを効果的に抑制することができる。
 本実施形態においては、露出部120eが投影領域122の全体を含んでいるため、磁気センサ10の近傍からの放熱経路を磁気センサ10の全体に亘って確保して、磁気センサ10が高温になることを磁気センサ10の全体的に抑制することができる。
 磁気センサパッケージ120と導体110とを一体固定することにより、導体110の変形抵抗を大きくすることができるため、電流センサ100に衝撃または温度変化による内部応力が作用した際の導体110の変形量を低減することができる。これによっても、電流センサ100の検出精度の低下を抑制することができる。
 磁気センサパッケージ120に露出部120eが設けられていることにより、露出部120eに製造ロット番号などの識別マークを付すことが可能となる。これにより、電流センサ100の完成後も、電流センサ100の製造ロット番号を視認可能であるため、トレーサビリティーを容易に確保することができる。
 (実施形態2)
 以下、本発明の実施形態2に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態2に係る電流センサは、露出部120eが投影領域122の近傍のみに設けられている点のみ実施形態1に係る電流センサ100と異なるため、実施形態1に係る電流センサ100と同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
 図4は、本発明の実施形態2に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図4に示すように、本発明の実施形態2に係る電流センサ100aにおいては、露出部120eが投影領域122の近傍のみに設けられている。露出部120eは、投影領域122の全体を含んでいる。
 具体的には、露出部120eは、厚さ方向(Z軸方向)から見て、矩形状の外形を有している。絶縁性材料部130は、磁気センサパッケージ120の外形における接続端子引出部121および露出部120e以外の部分を覆っている。なお、露出部120eは、磁気センサパッケージ120の外形において、厚さ方向(Z軸方向)の一方側のみに設けられていてもよいし、厚さ方向(Z軸方向)の他方側のみに設けられていてもよいし、厚さ方向(Z軸方向)の両側に設けられていてもよい。
 ここで、本発明の実施形態2に係る電流センサ100aが備える導体110に電流が流れて発熱した際の電流センサ100aにおける温度分布をシミュレーション解析した結果について説明する。比較例として、露出部120eが設けられていない点のみ本発明の実施形態2に係る電流センサ100aと異なる電流センサについても、同様にシミュレーション解析した。
 図5は、比較例に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図5に示すように、比較例に係る電流センサ900においては、絶縁性材料部130は、磁気センサパッケージ120の外形における接続端子引出部121以外の部分を覆っており、露出部120eが設けられていない。
 図6は、本発明の実施形態2に係る電流センサが備える導体に電流が流れて発熱した際の電流センサにおける温度分布のシミュレーション解析結果を示す図である。図7は、比較例に係る電流センサが備える導体に電流が流れて発熱した際の電流センサにおける温度分布のシミュレーション解析結果を示す図である。図6および図7においては、厚さ方向(Z軸方向)から導体110の表面110a側を見て図示している。図6および図7においては、T1からT6に行くにしたがって温度が高くなっている。
 図6および図7に示すように、比較例に係る電流センサ900においては、投影領域122は温度がT6以上になっているのに対し、本実施形態に係る電流センサ100aにおいては、投影領域122は温度がT5以上T6以下となっていた。具体的には、投影領域122における温度については、電流センサ100aは、電流センサ900より約3℃低かった。
 この結果から、露出部120eが投影領域122の近傍に設けられていることによって磁気センサ10の近傍からの放熱経路を確保して、磁気センサ10が高温になることを抑制できることが確認できた。
 (実施形態3)
 以下、本発明の実施形態3に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態3に係る電流センサは、開口部119の一部が、磁気センサパッケージ120および絶縁性材料部130によって覆われていない点が主に、実施形態2に係る電流センサ100aと異なるため、実施形態2に係る電流センサ100aと同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
 図8は、本発明の実施形態3に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図9は、図8の電流センサを矢印IX方向から見た平面図である。
 図8および図9に示すように、本発明の実施形態3に係る電流センサ100bにおいては、開口部119の少なくとも一部が、磁気センサパッケージ120および絶縁性材料部130によって覆われていない。本実施形態においては、露出部120eは、磁気センサパッケージ120の外形において、厚さ方向(Z軸方向)の両側に設けられている。
 その結果、開口部119の少なくとも一部は、塞がれずに電流センサ100bの外部に開放している。露出部120eは、開口部119における外部に開放している部分と隣接している。
 これにより、開口部119における外部に開放している部分を通過する外気が露出部120eと接することによって、磁気センサパッケージ120の投影領域122の近傍における放熱効率を高めて、磁気センサ10が高温になることを効果的に抑制することができる。また、電流センサ100bに送風機構を設けることにより、外気を強制的に開口部119における外部に開放している部分を通過させることができるため、磁気センサパッケージ120の投影領域122の近傍における放熱効率をより高めることができる。これにより、磁気センサ10が高温になることをより効果的に抑制することができる。
 なお、絶縁性材料部130が、露出部120eに外気を導くための導風形状を有していてもよい。図10は、本発明の実施形態3の変形例に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図10に示すように、本発明の実施形態3の変形例に係る電流センサ100cにおいては、絶縁性材料部130が、露出部120eに外気を導くための導風形状を有している。具体的には、絶縁性材料部130には、厚さ方向(Z軸方向)において露出部120eから離れるにしたがって開口面積が大きくなる開口が設けられている。この開口形状は、絶縁性材料部130を成形する金型の抜き勾配を反映した形状に設定されていてもよいし、導風に最適化された形状に設定されていてもよい。
 本発明の実施形態3の変形例に係る電流センサ100cにおいては、露出部120eに外気を導いて、露出部120eと接する外気の流量および流速を大きくすることができるため、磁気センサパッケージ120の投影領域122の近傍における放熱効率をさらに高めて、磁気センサ10が高温になることをより効果的に抑制することができる。
 (実施形態4)
 以下、本発明の実施形態4に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態4に係る電流センサは、絶縁性材料部が幅方向(Y軸方向)において互いに間隔をあけて設けられている点が主に、実施形態3に係る電流センサ100bと異なるため、実施形態3に係る電流センサ100bと同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
 図11は、本発明の実施形態4に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図12は、本発明の実施形態4に係る電流センサを導体の裏面側から見た斜視図である。
 図11および図12に示すように、本発明の実施形態4に係る電流センサ100dにおいては、絶縁性材料部130は、開口部119の延在方向に平行な長さ方向(X軸方向)に沿いつつ、幅方向(Y軸方向)において互いに間隔をあけて設けられている。開口部119は、絶縁性材料部130に覆われていない。よって、開口部119において磁気センサパッケージ120によって覆われていない部分は、塞がれずに電流センサ100dの外部に開放している。
 ここで、本発明の実施形態4に係る電流センサ100dが備える導体110に電流が流れて発熱した際の電流センサ100dにおける温度分布をシミュレーション解析した結果について説明する。
 図13は、本発明の実施形態4に係る電流センサが備える導体に電流が流れて発熱した際の電流センサにおける温度分布のシミュレーション解析結果を示す図である。図13においては、厚さ方向(Z軸方向)から導体110の表面110a側を見て図示している。図13においては、T1からT6に行くにしたがって温度が高くなっている。
 図13に示すように、本実施形態に係る電流センサ100dにおいては、投影領域122は温度がT5以上T6以下となっていた。具体的には、投影領域122における温度については、電流センサ100dは、比較例に係る電流センサ900より約5℃低かった。
 この結果から、開口部119の一部が塞がれずに外部に開放していることによって磁気センサパッケージ120の投影領域122の近傍における放熱効率を高めて、磁気センサ10が高温になることを効果的に抑制できることが確認できた。
 (実施形態5)
 以下、本発明の実施形態5に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態5に係る電流センサは、絶縁性材料部の一部が放熱用凹凸部を構成している点が主に、実施形態2に係る電流センサ100aと異なるため、実施形態2に係る電流センサ100aと同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
 図14は、本発明の実施形態5に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図14に示すように、本発明の実施形態5に係る電流センサ100eにおいては、絶縁性材料部130は、放熱用凹凸部131を構成している。放熱用凹凸部131は、絶縁性材料部130の厚さ方向(Z軸方向)の一方側に設けられている。なお、放熱用凹凸部131が、絶縁性材料部130の厚さ方向(Z軸方向)の両側に設けられていてもよく、幅方向(Y軸方向)および長さ方向(X軸方向)の少なくとも一方の片側または両側に設けられていてもよい。
 本実施形態の放熱用凹凸部131においては、複数の直方体状の凸部が互いに間隔をあけて長さ方向(X軸方向)に並んでいる。ただし、放熱用凹凸部131の形状および配置は、上記に限られず、絶縁性材料部130の表面積を増やすことができる形状であればよい。
 本発明の実施形態5に係る電流センサ100eにおいては、絶縁性材料部130の一部が放熱用凹凸部131を構成していることにより、絶縁性材料部130の放熱性が向上し、ひいては磁気センサパッケージ120からの放熱性を向上できる。その結果、磁気センサ10および信号処理回路20に、導体110の発熱による熱影響がおよぶことを抑制でき、導体110の発熱によって電流センサ100eの信頼性が低下することを抑制することができる。
 (実施形態6)
 以下、本発明の実施形態6に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態6に係る電流センサは、導体の形状が主に、実施形態1に係る電流センサ100と異なるため、実施形態1に係る電流センサ100と同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
 図15は、本発明の実施形態6に係る電流センサが備える磁気センサパッケージを導体に配置した状態を導体の表面側から見て示す斜視図である。図15においては、磁気センサパッケージの外形を2点鎖線で示し、磁気センサパッケージの絶縁性樹脂を透視して図示している。また、図15においては、見やすくするために、電極および配線を図示していない。
 図15に示すように、本発明の実施形態6に係る電流センサが備える導体210は、長さ方向(X軸方向)における途中で、測定対象の電流が分流されて流れる一方の流路部211および他方の流路部215を含む。他方の流路部215は、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)において、一方の流路部211と並んで位置している。
 一方の流路部211と他方の流路部215との間に、長さ方向(X軸方向)に延在する開口部119が設けられている。開口部119は、幅方向(Y軸方向)にて導体210の中央に位置している。なお、開口部119は、必ずしも幅方向(Y軸方向)にて導体210の中央に位置していなくてもよい。
 一方の流路部211は、幅方向(Y軸方向)から見て、導体210の表面側に膨出している。他方の流路部215は、幅方向(Y軸方向)から見て、導体210の裏面側に膨出している。
 一方の流路部211は、互いに間隔を置いて、導体210の表面に直交するように突出する第1突出部212および第2突出部213と、長さ方向(X軸方向)に延在し、第1突出部212と第2突出部213とを繋ぐ延在部214とから構成されている。ただし、一方の流路部211の形状はこれに限られず、たとえば、幅方向(Y軸方向)から見て、C字状または半円状の形状を有していてもよい。
 他方の流路部215は、互いに間隔を置いて、導体210の裏面に直交するように突出する第3突出部216および第4突出部217と、長さ方向(X軸方向)に延在し、第3突出部216と第4突出部217とを繋ぐ延在部218とから構成されている。ただし、他方の流路部215の形状はこれに限られず、たとえば、幅方向(Y軸方向)から見て、C字状または半円状の形状を有していてもよい。一方の流路部211と他方の流路部215とは、互いに点対称な形状を有する。なお、一方の流路部211と他方の流路部215とは、必ずしも互いに点対称な形状でなくてもよい。
 幅方向(Y軸方向)から見て、一方の流路部211と他方の流路部215とによって囲まれた環状領域210hが形成されている。
 一方の流路部211と他方の流路部215とによって形成される空間に、磁気センサパッケージ120が挿入されている。磁気センサパッケージ120は、絶縁性材料部130によって、導体210に一体的に固定されている。これにより、磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210hの内部に位置し、かつ、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)における一方の流路部211の一端から他方の流路部215の他端までの範囲内に位置している。磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210hの内部の中央に位置している。磁気センサ10は、一方の流路部211および他方の流路部215を流れる測定対象の電流によって発生する磁界を検出する。
 本実施形態においては、磁気センサパッケージ120が導体210に取り付けられた状態において、磁気センサ10および信号処理回路20は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210hの内部に位置し、かつ、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)における一方の流路部211の一端から他方の流路部215の他端までの範囲内に位置している。さらに、幅方向(Y軸方向)から見て、磁気センサ10が環状領域210hの内部の中央に位置していることにより、磁気センサ10と信号処理回路20とによって形成されるループの内側の領域に垂直に侵入する鎖交磁束を低減することができ、鎖交磁束により生ずるノイズを低減することができる。その結果、電流センサの検出精度を向上することができ、ひいては、電流センサの信頼性を向上することができる。
 なお、導体210の形状は、上記に限られず、適宜変更可能である。図16は、本発明の実施形態6の第1変形例に係る電流センサの構成を示す斜視図である。図17は、本発明の実施形態6の第2変形例に係る電流センサの構成を示す斜視図である。図18は、本発明の実施形態6の第3変形例に係る電流センサの構成を示す斜視図である。本発明の実施形態6の第1変形例~第3変形例に係る電流センサは、導体の形状のみ本発明の実施形態6に係る電流センサと異なるため、本発明の実施形態6に係る電流センサと同様である構成については、説明を繰り返さない。
 図16に示すように、本発明の実施形態6の第1変形例に係る電流センサは、導体210aと磁気センサパッケージ120とを備える。導体210aは、長さ方向(X軸方向)における途中で、測定対象の電流が分流されて流れる一方の流路部211および他方の流路部115を含む。他方の流路部115は、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)において、一方の流路部211と並んで位置している。
 一方の流路部211と他方の流路部115との間に、長さ方向(X軸方向)に延在する開口部119が設けられている。開口部119は、幅方向(Y軸方向)にて導体210aの中央に位置している。なお、開口部119は、必ずしも幅方向(Y軸方向)にて導体210aの中央に位置していなくてもよい。幅方向(Y軸方向)から見て、一方の流路部211と他方の流路部115とによって囲まれた環状領域210ahが形成されている。
 一方の流路部211と他方の流路部115とによって形成される空間に、磁気センサパッケージ120が挿入されている。これにより、磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210ahの内部に位置し、かつ、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)における一方の流路部211の一端から他方の流路部115の他端までの範囲内に位置している。磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210ahの内部の中央に位置している。磁気センサ10は、一方の流路部211および他方の流路部115を流れる測定対象の電流によって発生する磁界を検出する。
 図17に示すように、本発明の実施形態6の第2変形例に係る電流センサが備える導体210bは、長さ方向(X軸方向)における途中で、測定対象の電流が分流されて流れる一方の流路部211bおよび他方の流路部215bを含む。他方の流路部215bは、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)において、一方の流路部211bと並んで位置している。導体210bは、分流部を境にして、長さ方向(X軸方向)の一方部が他方部に比較して、導体210bの表面側に位置している。
 一方の流路部211bと他方の流路部215bとの間に、長さ方向(X軸方向)に延在する開口部119が設けられている。開口部119は、幅方向(Y軸方向)にて導体210bの中央に位置している。なお、開口部119は、必ずしも幅方向(Y軸方向)にて導体210bの中央に位置していなくてもよい。
 一方の流路部211bは、導体210bの長さ方向(X軸方向)の一方部から長さ方向(X軸方向)に延在する延在部214bと、導体210bの表面に直交するように曲折し、延在部214bと導体210bの長さ方向(X軸方向)の他方部とを繋ぐ曲折部213bとから構成されている。
 他方の流路部215bは、導体210bの長さ方向(X軸方向)の一方部から導体210bの裏面に直交するように曲折する曲折部216bと、曲折部216bから長さ方向(X軸方向)に延在し、曲折部216bと導体210bの長さ方向(X軸方向)の他方部とを繋ぐ延在部218bとから構成されている。
 幅方向(Y軸方向)から見て、一方の流路部211bと他方の流路部215bとによって囲まれた環状領域210bhが形成されている。
 一方の流路部211bと他方の流路部215bとによって形成される空間に、磁気センサパッケージ120が挿入されている。これにより、磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210bhの内部に位置し、かつ、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)における一方の流路部211bの一端から他方の流路部215bの他端までの範囲内に位置している。磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210bhの内部の中央に位置している。磁気センサ10は、一方の流路部211bおよび他方の流路部215bを流れる測定対象の電流によって発生する磁界を検出する。
 図18に示すように、本発明の実施形態6の第3変形例に係る電流センサが備える導体210cは、長さ方向(X軸方向)における途中で、測定対象の電流が分流されて流れる一方の流路部211bおよび他方の流路部215cを含む。他方の流路部215cは、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)において、一方の流路部211bと並んで位置している。導体210cは、分流部を境にして、長さ方向(X軸方向)の一方部が他方部に比較して、導体210cの表面側に位置している。
 一方の流路部211bと他方の流路部215cとの間に、長さ方向(X軸方向)に延在する開口部119が設けられている。開口部119は、幅方向(Y軸方向)にて導体210cの中央に位置している。なお、開口部119は、必ずしも幅方向(Y軸方向)にて導体210cの中央に位置していなくてもよい。
 他方の流路部215cは、互いに間隔を置いて、導体210cの裏面に直交するように突出する第3突出部216cおよび第4突出部217と、長さ方向(X軸方向)に延在し、第3突出部216cと第4突出部217とを繋ぐ延在部218とから構成されている。第3突出部216cは、導体210cの長さ方向(X軸方向)の一方部と延在部218とを繋いでいる。第4突出部217は、延在部218と導体210cの長さ方向(X軸方向)の他方部とを繋いでいる。
 幅方向(Y軸方向)から見て、一方の流路部211bと他方の流路部215cとによって囲まれた環状領域210chが形成されている。
 一方の流路部211bと他方の流路部215cとによって形成される空間に、磁気センサパッケージ120が挿入されている。これにより、磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210chの内部に位置し、かつ、厚さ方向(Z軸方向)から見て、幅方向(Y軸方向)における一方の流路部211bの一端から他方の流路部215cの他端までの範囲内に位置している。磁気センサ10は、幅方向(Y軸方向)から見て、環状領域210chの内部の中央に位置している。磁気センサ10は、一方の流路部211bおよび他方の流路部215cを流れる測定対象の電流によって発生する磁界を検出する。
 図19は、本発明の実施形態6に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図19に示すように、本発明の実施形態6に係る電流センサ100fにおいては、絶縁性材料部130は、幅方向(Y軸方向)に沿いつつ、長さ方向(X軸方向)において互いに間隔をあけて設けられている。一方の流路部211および他方の流路部215の各々は、長さ方向(X軸方向)の中央部において絶縁性材料部130に覆われていない。具体的には、延在部214および延在部218は、絶縁性材料部130に覆われていない。
 磁気センサパッケージ120の長さ方向(X軸方向)における両端部は絶縁性材料部130に覆われており、磁気センサパッケージ120の長さ方向(X軸方向)における中央部は、絶縁性材料部130に覆われておらず露出部120eとなっている。
 本発明の実施形態6に係る電流センサ100fにおいても、絶縁性材料部130が、磁気センサパッケージ120の外形における接続端子30が引き出されている接続端子引出部121以外の少なくとも一部が絶縁性材料部130によって覆われていない露出部120eとなるように配置されていることにより、磁気センサパッケージ120からの放熱経路を確保して、磁気センサ10が高温になることによる磁気センサ10の検出精度の低下を抑制することができる。これにより、電流センサ100fの信頼性が低下することを抑制できる。
 (実施形態7)
 以下、本発明の実施形態7に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態7に係る電流センサは、開口部119の一部が、磁気センサパッケージ120および絶縁性材料部130によって覆われていない点が主に、実施形態6に係る電流センサ100fと異なるため、実施形態6に係る電流センサ100fと同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
 図20は、本発明の実施形態7に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。図20に示すように、本発明の実施形態7に係る電流センサ100gにおいては、絶縁性材料部130は、開口部119の延在方向に平行な長さ方向(X軸方向)に沿いつつ、幅方向(Y軸方向)において互いに間隔をあけて設けられている。開口部119は、絶縁性材料部130に覆われていない。よって、開口部119において磁気センサパッケージ120によって覆われていない部分は、塞がれずに電流センサ100gの外部に開放している。
 一方の流路部211および他方の流路部215の各々は、長さ方向(X軸方向)の中央部において絶縁性材料部130に覆われていない。具体的には、延在部214および延在部218は、絶縁性材料部130に覆われていない。
 本発明の実施形態7に係る電流センサ100gにおいても、開口部119の一部が塞がれずに外部に開放していることによって磁気センサパッケージ120の投影領域122の近傍における放熱効率を高めて、磁気センサ10が高温になることを効果的に抑制できる。
 なお、一方の流路部211および他方の流路部215の各々の全体が、絶縁性材料部130に覆われていてもよい。図21は、本発明の実施形態7の変形例に係る電流センサを導体の表面側から見た斜視図である。本発明の実施形態7の変形例に係る電流センサは、一方の流路部211および他方の流路部215の各々の全体が、絶縁性材料部130に覆われている点のみ本発明の実施形態7に係る電流センサ100gと異なるため、本発明の実施形態7に係る電流センサ100gと同様である構成については、説明を繰り返さない。
 図21に示すように、本発明の実施形態7の変形例に係る電流センサ100hにおいては、一方の流路部211および他方の流路部215の各々の全体が、絶縁性材料部130に覆われている。これにより、導体210の変形抵抗を大きくすることができるため、電流センサ100hに作用する衝撃または温度変化による一方の流路部211および他方の流路部215の各々の変形量を低減することができる。その結果、磁気センサ10と導体210との相対的な位置関係の変化量を小さくして、電流センサ100hの検出精度の低下を抑制することができる。
 上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
 今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10 磁気センサ、20 信号処理回路、30 接続端子、40 金属板、50 絶縁性樹脂、100,100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h,900 電流センサ、110,210,210a,210b,210c 導体、110a 表面、110b 裏面、111,115,211,211b,215,215b,215c 流路部、119 開口部、120 磁気センサパッケージ、120e 露出部、121 接続端子引出部、122 投影領域、130 絶縁性材料部、131 放熱用凹凸部、210ah,210bh,210ch,210h 環状領域、212 第1突出部、213 第2突出部、213b,216b 曲折部、214,214b,218,218b 延在部、216,216c 第3突出部、217 第4突出部。

Claims (13)

  1.  測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向、該長さ方向と直交する幅方向、および、前記長さ方向と前記幅方向とに直交する厚さ方向を有する板状の導体と、
     前記電流により発生する磁界の強さを検出する磁気センサ、前記磁気センサから出力された信号を処理する信号処理回路、および、前記信号処理回路に電気的に接続された接続端子を含む、磁気センサパッケージとを備える、電流センサの製造方法であって、
     前記導体は、前記長さ方向における途中で、前記電流が分流されて流れる一方の流路部および他方の流路部を含み、
     前記他方の流路部は、前記厚さ方向から見て、前記幅方向において、前記一方の流路部と並んで位置し、
     前記電流センサの製造方法は、
     前記導体の前記一方の流路部および前記他方の流路部と対向するように前記磁気センサパッケージを配置する工程と、
     前記磁気センサパッケージと前記導体とを絶縁性材料によって部分的に覆うことにより一体固定する工程とを備え、
     前記一体固定する工程において、前記磁気センサパッケージの外形における前記接続端子が引き出されている接続端子引出部以外の少なくとも一部が前記絶縁性材料によって覆われていない露出部となるように、前記絶縁性材料を配置する、電流センサの製造方法。
  2.  前記磁気センサパッケージと前記導体とをインサート成形により一体固定する、請求項1に記載の電流センサの製造方法。
  3.  前記露出部が、前記磁気センサパッケージの外形において前記厚さ方向に前記磁気センサを投影した投影領域の少なくとも一部を含む、請求項1または請求項2に記載の電流センサの製造方法。
  4.  前記導体は、前記一方の流路部と前記他方の流路部との間に、前記長さ方向に延在する開口部が設けられており、
     前記開口部の少なくとも一部は、前記磁気センサパッケージおよび前記絶縁性材料によって覆われていない、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電流センサの製造方法。
  5.  前記絶縁性材料によって放熱用凹凸部が形成されている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電流センサの製造方法。
  6.  前記幅方向から見て、前記一方の流路部と前記他方の流路部とによって囲まれた環状領域が形成されている、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電流センサの製造方法。
  7.  前記一方の流路部および前記他方の流路部の全体が、前記絶縁性材料によって覆われている、請求項6に記載の電流センサの製造方法。
  8.  測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向、該長さ方向と直交する幅方向、および、前記長さ方向と前記幅方向とに直交する厚さ方向を有する板状の導体と、
     前記電流により発生する磁界の強さを検出する磁気センサ、前記磁気センサから出力された信号を処理する信号処理回路、および、前記信号処理回路に電気的に接続された接続端子を含む、磁気センサパッケージと、
     前記磁気センサパッケージと前記導体とを部分的に覆うことにより一体固定している絶縁性材料部とを備え、
     前記導体は、前記長さ方向における途中で、前記電流が分流されて流れる一方の流路部および他方の流路部を含み、
     前記他方の流路部は、前記厚さ方向から見て、前記幅方向において、前記一方の流路部と並んで位置し、
     前記磁気センサパッケージは、前記導体の前記一方の流路部および前記他方の流路部と対向するように配置されており、
     前記絶縁性材料部は、前記磁気センサパッケージの外形における前記接続端子が引き出されている接続端子引出部以外の少なくとも一部が前記絶縁性材料部によって覆われていない露出部となるように配置されている、電流センサ。
  9.  前記露出部が、前記磁気センサパッケージの外形において前記厚さ方向に前記磁気センサを投影した投影領域の少なくとも一部を含む、請求項8に記載の電流センサ。
  10.  前記導体は、前記一方の流路部と前記他方の流路部との間に、前記長さ方向に延在する開口部が設けられており、
     前記開口部の少なくとも一部は、前記磁気センサパッケージおよび前記絶縁性材料部によって覆われていない、請求項8または請求項9に記載の電流センサ。
  11.  前記絶縁性材料部は、放熱用凹凸部を構成している、請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の電流センサ。
  12.  前記幅方向から見て、前記一方の流路部と前記他方の流路部とによって囲まれた環状領域が形成されている、請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の電流センサ。
  13.  前記一方の流路部および前記他方の流路部の全体が、前記絶縁性材料部によって覆われている、請求項12に記載の電流センサ。
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