WO2023223428A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2023223428A1
WO2023223428A1 PCT/JP2022/020541 JP2022020541W WO2023223428A1 WO 2023223428 A1 WO2023223428 A1 WO 2023223428A1 JP 2022020541 W JP2022020541 W JP 2022020541W WO 2023223428 A1 WO2023223428 A1 WO 2023223428A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current sensor
coil pattern
section
insulating film
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/020541
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和式 井上
宗樹 中田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2022/020541 priority Critical patent/WO2023223428A1/ja
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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
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof

Definitions

  • the present disclosure relates to a current sensor.
  • a current sensor using a current transformer (CT) method As an inexpensive current sensor for measuring a large current flowing in a current line, there is a current sensor using a current transformer (CT) method.
  • CT current transformer
  • a detection coil secondary current line
  • the magnetic core surrounds the current line (primary current line). Due to the current flowing through the current line, magnetic flux changes occur within the magnetic core. This creates an induced voltage in the detection coil.
  • the current sensor measures the current value of the current flowing through the current line.
  • the detection coil is directly wound around the magnetic core, the current sensor is directly susceptible to magnetic saturation in the magnetic core when a large current is passed through the current line. Therefore, the measurement error of the current value in the current sensor increases.
  • Patent Document 1 discloses a current sensor having a main board and a coil pattern.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and its purpose is to provide a current sensor with high detection sensitivity.
  • the current sensor according to the present disclosure includes a current line, a magnetic core, and a main board.
  • a gap is provided in the magnetic core.
  • the main substrate is placed in the gap.
  • the magnetic core has a first surface and a second surface. The second side faces the first side.
  • a gap is formed between the first surface and the second surface.
  • a magnetic core and gap surround the current line.
  • a first element is provided on the main substrate. The first element detects the magnetic flux generated by the current flowing through the current line. When viewed in the direction from the first surface to the second surface, the first element overlaps each of the first surface and the second surface.
  • the main substrate is made of a translucent material.
  • the main substrate is made of a translucent material. Therefore, alignment can be performed between the first element and the surface of the magnetic core on the opposite side of the first element with respect to the main substrate. This makes it possible to provide a current sensor with high detection sensitivity.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic front view schematically showing the respective configurations of a magnetic core and a current line according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a first schematic plan view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a second schematic plan view schematically showing the configuration of the current sensor according to the first embodiment.
  • 1 is an enlarged schematic plan view schematically showing the configuration of a substrate structure according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6.
  • FIG. 1 is a flow diagram schematically showing a method for manufacturing a current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a substrate structure manufacturing process according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing an assembly process according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a state in which a current is flowing through a current line of the current sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged schematic plan view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 3.
  • FIG. 7 is a schematic plan view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 3.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view taken along the line XVI-XVI in FIG. 15.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 4.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 5.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic plan view schematically showing the configuration of a substrate structure according to Embodiment 5.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic plan view schematically showing the positional relationship between a first element and a second element in a substrate structure according to a fifth embodiment.
  • 20 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG. 19.
  • FIG. 20 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG. 19.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to a sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a state in which a current is flowing through a current line in a current sensor according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a state in which a current is flowing through a current line in a current sensor according to a sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to a first modification of the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to a second modification of the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to a third modification of the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to a fourth modification of the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing a state in which a current is flowing through a current line in a current sensor according to a sixth embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of
  • FIG. 7 is a schematic perspective view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 7.
  • FIG. 7 is a schematic front view schematically showing the configurations of a magnetic core and current lines according to Embodiment 7;
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 7.
  • FIG. 7 is a first schematic plan view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 7;
  • FIG. 7 is a second schematic plan view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 7;
  • FIG. 7 is an enlarged schematic plan view schematically showing the configuration of a substrate structure according to Embodiment 7.
  • FIG. 36 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line XXXVI-XXXVI in FIG. 35.
  • FIG. 36 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along line XXXVII-XXXVII in FIG. 35.
  • FIG. 12 is an enlarged schematic plan view schematically showing the state of the substrate structure when a current is flowing through the current line of the current sensor according to Embodiment 7;
  • FIG. 7 is an enlarged schematic plan view schematically showing the configuration of a substrate structure according to Embodiment 8.
  • FIG. 9 is a schematic plan view schematically showing the positional relationship between a first coil pattern section and a second coil pattern section in a substrate structure according to an eighth embodiment.
  • FIG. 40 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along the line XXXXI-XXXI in FIG. 39.
  • FIG. 40 is an enlarged schematic cross-sectional view taken along the line XXXXII-XXXXII in FIG. 39.
  • FIG. FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 8.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view schematically showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 9.
  • FIG. FIG. 7 is a schematic plan view schematically showing the configuration of a second element according to Embodiment 9.
  • the present disclosure is not limited to the following description, and the shape of the magnetic core, the shape of the first element and connection wiring, the arrangement position of the first element, connection wiring, and measurement circuit on the main board, etc. are merely examples. However, it is not limited to these.
  • the size (aspect ratio), number (number of turns of winding wire), positional relationship (top, bottom, left, right), range, etc. of each component shown in the drawings are based on the actual size, number, etc. for ease of understanding. , positional relationships, ranges, etc. may not be accurately represented. Therefore, the present disclosure is not necessarily limited to the size, number, positional relationship, range, etc. of each component shown in the drawings.
  • Embodiment 1 (Current sensor configuration) The configuration of current sensor 100 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the current sensor 100 mainly includes a magnetic core 1, a substrate structure 200, a current line 8, and a substrate fixing part 80.
  • the current line 8 has a function as a current flow path.
  • the current flowing through the current line 8 will also be referred to as the current to be measured.
  • the magnetic core 1 amplifies the magnetic flux generated by the current to be measured.
  • the substrate structure 200 measures the current value of the current to be measured or the amount of power of the current to be measured based on the magnetic flux generated by the current to be measured.
  • the substrate fixing part 80 fixes the substrate structure 200.
  • the magnetic core 1 includes, for example, a first core part 10 and a second core part 20.
  • the first core part 10 is on the second core part 20.
  • the first core section 10 and the second core section 20 sandwich the substrate fixing section 80 and the substrate structure 200 therebetween.
  • the current line 8 is between the first core part 10 and the second core part 20.
  • the current line 8 is spaced apart from each of the first core section 10 and the second core section 20.
  • the direction in which the current line 8 extends is the front-back direction Y.
  • the substrate structure 200 includes a main substrate 5, a first insulating film 41, a third insulating film 43, a first element 3, a measurement circuit 50, and a connection wiring 7.
  • the first insulating film 41 is provided on the main substrate 5.
  • the third insulating film 43 is provided on the first insulating film 41. Inside the substrate structure 200, the first element 3, the connection wiring 7, and the measurement circuit 50 are provided.
  • the first element 3 detects the magnetic flux generated by the current flowing through the current line 8. Specifically, an induced electromotive force is generated in the first element 3 as a voltage signal due to a temporal change in magnetic flux density in the space surrounded by the first element 3.
  • the connection wiring 7 is connected to the first element 3.
  • the measurement circuit 50 is connected to the connection wiring 7.
  • the measurement circuit 50 is connected to the first element 3 via the connection wiring 7.
  • the measurement circuit 50 processes the signal sent from the first element 3. Specifically, a voltage signal is sent from the first element 3 to the measurement circuit 50 via the connection wiring 7 .
  • the measurement circuit 50 measures the current value of the current to be measured or the amount of power of the current to be measured based on the voltage signal.
  • the connection wiring 7 has a first wiring part 71 and a second wiring part 72.
  • the second wiring section 72 is spaced apart from the first wiring section 71.
  • Each of the first wiring section 71 and the second wiring section 72 electrically connects the first element 3 and the measurement circuit 50.
  • a gap 2 is provided in the magnetic core 1.
  • the gap 2 is formed between the first core part 10 and the second core part 20.
  • the magnetic core 1 and the gap 2 surround the current line 8.
  • the annular region constituted by the magnetic core 1 and the gap 2 surrounds the current line 8.
  • the direction parallel to the direction from the first core part 10 to the second core part 20 is defined as the vertical direction Z.
  • the up-down direction Z is a direction perpendicular to the front-back direction Y.
  • the direction from the first core part 10 to the second core part 20 is a first direction 101.
  • the direction from the second core section 20 toward the first core section 10 is a second direction 102.
  • the first core portion 10 is composed of a first core member 12, a first convex portion 13, and a second convex portion 14.
  • the shape of the first core member 12 is, for example, a rectangular parallelepiped.
  • the direction in which the first core member 12 extends is the left-right direction X.
  • the left-right direction X is a direction perpendicular to each of the up-down direction Z and the front-back direction Y.
  • the first protrusion 13 is continuous with the first core member 12.
  • the first convex portion 13 extends in the first direction 101 from the first core member 12 .
  • the second convex portion 14 is continuous with the first core member 12.
  • the second convex portion 14 is spaced apart from the first convex portion 13.
  • the second convex portion 14 extends in the first direction 101 from the first core member 12 .
  • the second core portion 20 has a second core member 22, a third protrusion 23, and a fourth protrusion 24.
  • the shape of the second core member 22 is, for example, a rectangular parallelepiped.
  • the direction in which the second core member 22 extends may be substantially parallel to the direction in which the first core member 12 extends.
  • the third protrusion 23 is continuous with the second core member 22.
  • the third convex portion 23 extends from the second core member 22 in the second direction 102.
  • the third convex portion 23 faces the first convex portion 13.
  • the third convex portion 23 is spaced apart from the first convex portion 13.
  • the fourth convex portion 24 is continuous with the second core member 22.
  • the fourth convex portion 24 is spaced apart from the third convex portion 23.
  • the fourth convex portion 24 extends from the second core member 22 in the second direction 102.
  • the fourth convex portion 24 is in contact with the second convex portion 14 .
  • the first core portion 10 has a first surface 11 , a first outer peripheral surface 91 , a first adhesive surface 15 , and a second outer peripheral surface 92 .
  • Each of the first surface 11 and the first outer circumferential surface 91 is formed by the first convex portion 13 .
  • the first surface 11 faces the second core portion 20 .
  • the first surface 11 extends, for example, along a direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the first outer circumferential surface 91 is continuous with the first surface 11.
  • the first outer circumferential surface 91 extends, for example, along the vertical direction Z.
  • the first adhesive surface 15 and the second outer circumferential surface 92 are each formed by the second convex portion 14. At the first adhesive surface 15, the first core section 10 and the second core section 20 are in contact with each other.
  • the first adhesive surface 15 extends, for example, along a direction perpendicular to the up-down direction Z. In the vertical direction Z, the first adhesive surface 15 is on the first direction 101 side with respect to the first surface 11.
  • the second outer circumferential surface 92 is continuous with the first adhesive surface 15.
  • the second outer circumferential surface 92 extends, for example, along the vertical direction Z.
  • the second core portion 20 has a second surface 21 , a third outer circumferential surface 93 , a second adhesive surface 25 , and a fourth outer circumferential surface 94 .
  • Each of the second surface 21 and the third outer circumferential surface 93 is formed by the third convex portion 23.
  • the second surface 21 faces the first surface 11.
  • the direction from the first surface 11 to the second surface 21 is a first direction 101 .
  • the direction from the second surface 21 toward the first surface 11 is a second direction 102 .
  • the second surface 21 extends, for example, along a direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • a gap 2 is formed between the first surface 11 and the second surface 21.
  • the third outer peripheral surface 93 is continuous with the second surface 21.
  • the third outer circumferential surface 93 extends, for example, along the vertical direction Z.
  • the second adhesive surface 25 and the fourth outer circumferential surface 94 are each formed by the fourth convex portion 24. At the second adhesive surface 25, the first core section 10 and the second core section 20 are in contact with each other.
  • the second adhesive surface 25 extends, for example, along a direction perpendicular to the up-down direction Z. In the vertical direction Z, the second adhesive surface 25 is on the second direction 102 side with respect to the second surface 21.
  • the fourth outer circumferential surface 94 is continuous with the second adhesive surface 25.
  • the fourth outer circumferential surface 94 extends, for example, along the vertical direction Z.
  • the first core part 10 and the second core part 20 may be adhered with an adhesive (not shown). Specifically, while the first adhesive surface 15 and the second adhesive surface 25 are in contact with each other, the adhesive enters the minute gap between the first adhesive surface 15 and the second adhesive surface 25.
  • the core part 10 and the second core part 20 may be bonded together. In other words, an adhesive may be provided between the first adhesive surface 15 and the second adhesive surface 25.
  • the adhesive is, for example, a resin adhesive.
  • Each of the first core section 10 and the second core section 20 is made of a soft magnetic material such as an iron oxide (Fe 2 O 3 )-based material.
  • each of the first core section 10 and the second core section 20 is made of, for example, spinel-type manganese zinc (MnZn) ferrite. It is preferable that each of the first core part 10 and the second core part 20 be made of the same material.
  • the relative magnetic permeability ( ⁇ r) of the magnetic core 1 is, for example, 10 or more and 5000 or less.
  • the relative magnetic permeability of the magnetic core 1 is preferably 100 or more.
  • the saturation magnetic flux density (Bs) of the magnetic core 1 is, for example, 0.4 T or more and 0.6 T or less.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cross section that is parallel to each of the vertical direction Z and the horizontal direction X and intersects the first element 3.
  • the board fixing section 80 includes a first board fixing member 81 and a second board fixing member 82.
  • the first substrate fixing member 81 is located between the first surface 11 and the second surface 21. In other words, the first substrate fixing member 81 is arranged in the gap 2 (see FIG. 2).
  • the first substrate fixing member 81 may be in contact with the first surface 11. In the direction perpendicular to the up-down direction Z, the first substrate fixing member 81 is along the outer edge of the first surface 11 .
  • the first substrate fixing member 81 is along the first outer circumferential surface 91 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In the direction perpendicular to the up-down direction Z, the first substrate fixing member 81 may be located inside the outer edge of the first surface 11. In other words, the first substrate fixing member 81 may be located inside the first outer circumferential surface 91 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the second board fixing member 82 is between the first board fixing member 81 and the second surface 21. In other words, the second substrate fixing member 82 is arranged in the gap 2 (see FIG. 2). The second board fixing member 82 may be in contact with the second surface 21. The second board fixing member 82 faces the first board fixing member 81 . In the direction perpendicular to the up-down direction Z, the second board fixing member 82 is along the outer edge of the second surface 21 . In other words, the second board fixing member 82 is along the third outer circumferential surface 93 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In the direction perpendicular to the up-down direction Z, the second board fixing member 82 may be located inside the outer edge of the second surface 21 . In other words, the second board fixing member 82 may be located inside the third outer circumferential surface 93 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82 are each made of a non-magnetic material. Each of the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82 may have translucency. Specifically, each of the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82 may be made of a transparent material such as glass or plastic. Each of the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82 may be transparent.
  • the substrate structure 200 is located between the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82 in the vertical direction Z.
  • the substrate structure 200 is placed in the gap 2 (see FIG. 2).
  • the main substrate 5 is placed in the gap 2.
  • the main board 5 is in contact with the second board fixing member 82 .
  • the main substrate 5 has a first main surface 51 and a second main surface 52.
  • the first main surface 51 is the surface of the main substrate 5.
  • the second main surface 52 is on the opposite side of the first main surface 51.
  • the second main surface 52 is the back surface of the main substrate 5.
  • the main board 5 is in contact with the second board fixing member 82.
  • the main board 5 extends in a direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the main substrate 5 is made of a translucent material.
  • the main substrate 5 is made of glass, for example.
  • the main substrate 5 is made of glass that does not contain an alkali metal element. More specifically, the main substrate 5 is made of, for example, amorphous alkali-free glass or borosilicate glass.
  • the main substrate 5 may be transparent.
  • the first element 3 is provided on the main substrate 5. Specifically, the first element 3 is provided on the first main surface 51 of the main substrate 5 . The first element 3 is in contact with the first main surface 51. The first element 3 is located between the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82 . The first element 3 is located between the first surface 11 and the second surface 21. The first element 3 is in the gap 2 (see FIG. 2).
  • a measurement circuit 50 is provided on the main board 5. Specifically, the measurement circuit 50 is provided on the first main surface 51 of the main board 5. The measurement circuit 50 is in contact with the first main surface 51. The first wiring section 71 is in contact with the first element 3. In the vertical direction Z, the first wiring section 71 is located between the first element 3 and the first substrate fixing member 81.
  • the first insulating film 41 is in contact with each of the first main surface 51, the first element 3, the measurement circuit 50, and the first wiring section 71.
  • the first element 3 is located between the main substrate 5 and the first insulating film 41.
  • the measurement circuit 50 is located between the main substrate 5 and the first insulating film 41.
  • the first insulating film 41 is between the main substrate 5 and the first substrate fixing member 81.
  • the first insulating film 41 is made of a transparent material.
  • the first insulating film 41 may be transparent.
  • the third insulating film 43 is on the opposite side of the main substrate 5 to the first insulating film 41. From another perspective, the first insulating film 41 is between the main substrate 5 and the third insulating film 43. The third insulating film 43 is in contact with each of the first insulating film 41, the first wiring section 71, and the first substrate fixing member 81. In the vertical direction Z, the third insulating film 43 is between the first insulating film 41 and the first substrate fixing member 81.
  • the third insulating film 43 is made of a transparent material. The third insulating film 43 may be transparent.
  • the third insulating film 43 is made of the same material as the first insulating film 41, for example.
  • FIG. 4 is a first schematic plan view showing the configuration of the current sensor 100 as seen in the first direction 101.
  • the first insulating film 41, the third insulating film 43, and the substrate fixing part 80 are not shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a second schematic plan view schematically showing the configuration of the current sensor 100 as viewed in the first direction 101.
  • the first core part 10, the substrate fixing part 80, the first insulating film 41, and the third insulating film 43 are not shown in FIG.
  • the first element 3 is, for example, a coil pattern.
  • the first element 3 When viewed in the first direction 101, the first element 3 is provided in a spiral shape. Specifically, when viewed in the first direction 101, the first element 3 has a spiral shape formed on the same plane. In each of FIGS. 4 and 5, the hatched portion indicates the first element 3.
  • the first element 3 overlaps each of the first surface 11 of the first core section 10 and the second surface 21 of the second core section 20. Viewed in the first direction 101, the first element 3 is preferably inside the outer edge of each of the first surface 11 and the second surface 21.
  • the first element 3 is located inside each of the first outer circumferential surface 91 and the third outer circumferential surface 93 when viewed in the first direction 101.
  • the center of the first element 3 substantially coincides with the center of each of the first surface 11 and the second surface 21 when viewed in the first direction 101 .
  • the measurement circuit 50 is located outside each of the first surface 11 and the second surface 21 when viewed in the first direction 101. From another point of view, viewed in the first direction 101, the measuring circuit 50 is outside the gap 2 (see FIG. 2). Viewed in the first direction 101 , the measurement circuit 50 is on the outside of each of the first outer circumferential surface 91 and the third outer circumferential surface 93 .
  • the main substrate 5 has a detection area 85 and an outer peripheral area 86.
  • the detection region 85 is a region of the main substrate 5 located inside the outer edge of the second surface 21 when viewed in the first direction 101 .
  • the outer peripheral area 86 is continuous with the detection area 85.
  • the outer peripheral region 86 is a region of the main substrate 5 located outside the second surface 21 when viewed in the first direction 101 .
  • the first element 3 is within the detection area 85 .
  • the measuring circuit 50 lies within the outer circumferential region 86 .
  • the end of the main board 5 may be located closer to the second outer circumferential surface 92 than the first outer circumferential surface 91. In the left-right direction X, the end portion of the main board 5 may be located closer to the fourth outer circumferential surface 94 than the third outer circumferential surface 93.
  • the first element 3 has a first coil pattern section 17, a first outer peripheral end 19, and a first inner peripheral end 18.
  • the first coil pattern section 17 is provided in a spiral shape.
  • the first coil pattern portion 17 has a spiral shape formed on the same plane.
  • the first outer peripheral end portion 19 is continuous with the first coil pattern portion 17 .
  • the first inner peripheral end portion 18 is continuous with the first coil pattern portion 17 .
  • the first inner peripheral end portion 18 is surrounded by the first coil pattern portion 17 .
  • the first element 3 is made of, for example, copper (Cu), aluminum (Al), an alloy containing Cu as a main component, or an alloy containing Al as a main component.
  • the main component means the element with the largest weight among the elements contained in the alloy.
  • the first element 3 is preferably made of a paramagnetic or non-magnetic material so as not to absorb magnetic flux.
  • the first element 3 is preferably made of a conductive material with low electrical resistance. The specific resistance value of the first element 3 is, for example, 5 ⁇ cm or less.
  • the first wiring section 71 overlaps with the first element 3 when viewed in the first direction 101.
  • the first wiring portion 71 is connected to the first inner peripheral end portion 18 of the first element 3 .
  • the first wiring section 71 intersects with the first element 3. Specifically, the first wiring portion 71 extends from the first inner peripheral end portion 18 toward the outer peripheral region 86 of the main substrate 5 above the first element 3 .
  • the first wiring section 71 is made of, for example, a conductive and translucent material. Specifically, the first wiring section 71 is made of, for example, polycrystalline indium tin oxide (ITO). In other words, the first wiring section 71 is made of, for example, indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ). In the first wiring portion 71, the ratio of the weight of In 2 O 3 to the weight of the entire first wiring portion 71 is, for example, 90%. In the first wiring portion 71, the ratio of the weight of SnO 2 to the weight of the entire first wiring portion 71 is, for example, 10%. The specific resistance value of the first wiring portion 71 is, for example, 200 ⁇ cm. The visible light transmittance of the first wiring section 71 is, for example, 80% or more.
  • the second wiring portion 72 is continuous with the first outer peripheral end portion 19 of the first element 3.
  • the second wiring section 72 is made of the same material as the first element 3, for example.
  • FIG. 7 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a cross section that is parallel to the vertical direction Z and the horizontal direction X and intersects the first element 3.
  • the thickness of the main substrate 5 in the vertical direction Z is a thickness H.
  • the thickness H is, for example, 0.6 mm.
  • the thickness H may be, for example, 0.1 mm or more, 0.3 mm or more, or 0.4 mm or more.
  • the upper limit of the thickness H is appropriately set based on wafer process constraints or dimensional constraints of the current sensor 100. Specifically, the upper limit of the thickness H is, for example, 2 mm or less.
  • the thickness of the first element 3 in the vertical direction Z is, for example, 200 nm.
  • the first wiring section 71 includes a first connection member 112 and a first wiring member 111.
  • the first connecting member 112 is in contact with each of the first insulating film 41 and the first inner peripheral end portion 18 of the first element 3 .
  • the thickness of the first connecting member 112 in the vertical direction Z is, for example, 200 nm.
  • the first wiring member 111 is connected to the first connecting member 112.
  • the first connecting member 112 is located between the first wiring member 111 and the first inner peripheral end portion 18 .
  • the thickness of the first wiring member 111 in the vertical direction Z is, for example, 100 nm.
  • the second wiring section 72 is provided on the first main surface 51 of the main board 5.
  • the first insulating film 41 protects the first element 3.
  • the first insulating film 41 is made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), for example. In terms of protecting the first element 3, the first insulating film 41 is preferably made of Si 3 N 4 which has high density and covering performance.
  • the first insulating film 41 may have a laminated structure of an SiO 2 film and a Si 3 N 4 film.
  • the thickness of the first insulating film 41 in the vertical direction Z is, for example, 400 nm.
  • the first insulating film 41 has a first inner peripheral surface 141.
  • the first insulating film 41 is in contact with the first connecting member 112 on the first inner circumferential surface 141 .
  • the first inner circumferential surface 141 surrounds the first connecting member 112.
  • the first inner circumferential end portion 18 of the first element 3 is exposed from the first insulating film 41 .
  • the first inner peripheral surface 141 forms a contact hole.
  • the third insulating film 43 protects the first wiring section 71.
  • the third insulating film 43 is made of the same material as the first insulating film 41, for example.
  • the thickness of the third insulating film 43 in the vertical direction Z is, for example, 400 nm.
  • the method for manufacturing the current sensor 100 according to the first embodiment mainly includes a substrate structure manufacturing step (S10) and an assembly step (S20).
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the first element 3 and the first insulating film 41 are each formed on the main substrate 5.
  • the schematic cross-sectional view shown in FIG. 9 corresponds to the schematic cross-sectional view shown in FIG.
  • the main substrate 5 is cleaned.
  • a first conductive film is formed on the first main surface 51 of the main substrate 5 using a sputtering method.
  • the first conductive film is made of, for example, Cu.
  • argon (Ar) gas is used in the sputtering method.
  • the thickness of the first conductive film in the vertical direction Z is, for example, 200 nm.
  • the specific resistance value of the first conductive film is, for example, 2.2 ⁇ cm.
  • a photoresist pattern is formed on the first conductive film using photolithography.
  • the photoresist pattern functions as a mask when etching the first conductive film.
  • the first conductive film is etched using an ion beam etching (IBE) method.
  • IBE ion beam etching
  • the photoresist pattern is removed.
  • each of the first element 3 and the second wiring section 72 is formed on the first main surface 51 of the main substrate 5.
  • a first insulating film 41 is formed on each of the first element 3, the second wiring section 72, and the first main surface 51 of the main substrate 5 using a chemical vapor deposition (CVD) method. Ru.
  • the first insulating film 41 is etched.
  • a reactive ion etching (RIE) method is used.
  • RIE reactive ion etching
  • As an etching gas in the RIE method a gas containing, for example, fluorine (F), sulfur hexafluoride (SF 6 ), carbon tetrafluoride (CF 4 ), or the like is used.
  • the first inner circumferential surface 141 is formed. As shown in FIG. 9, the first inner circumferential surface 141 forms a contact hole 99. As shown in FIG. In the contact hole 99, the first inner peripheral end portion 18 of the first element 3 is exposed.
  • a second conductive film is formed on each of the first inner peripheral end portion 18 of the first element 3 and the first insulating film 41 using a sputtering method.
  • a gas containing Ar and hydrogen atoms (H) is used.
  • hydrogen (H 2 ) gas or a gas mixed with water vapor (H 2 O) and Ar is used in the sputtering method.
  • the second conductive film is made of, for example, ITO in an amorphous state. In other words, the second conductive film is made of amorphous ITO.
  • the second conductive film is etched.
  • a wet etching method is used.
  • An oxalic acid solution is used as a chemical solution in the wet etching method.
  • Oxalic acid solution is weakly acidic.
  • the oxalic acid solution does not etch Cu and Cu-based alloys. Thereby, even if a pinhole or the like is formed in the first insulating film 41, the first element 3 can be prevented from being etched. As a result, the occurrence of defects in the current sensor 100 can be suppressed.
  • the main substrate 5, the first element 3, the first insulating film 41, and the second conductive film are heat-treated.
  • the temperature of the second conductive film during the heat treatment is, for example, 150° C. or more and 200° C. or less.
  • the atmosphere in the heat treatment is filled with, for example, air, vacuum, Ar gas, or nitrogen (N 2 ) gas.
  • N 2 nitrogen
  • a third insulating film 43 is formed on each of the first insulating film 41 and the first wiring portion 71 using a CVD method. Since each of the first insulating film 41, the third insulating film 43, and the first wiring part 71 is made of a material having translucency, the first insulating film 41, the third insulating film 43, and the first wiring part 71 The shape of the first element 3 can be visually recognized through the .
  • the substrate structure 200 shown in FIGS. 6 and 7 is manufactured.
  • the substrate structure manufacturing step (S10) may include a step of manufacturing the measurement circuit 50 in addition to the above steps.
  • the main substrate 5 is made of glass that does not contain an alkali metal element, contamination of the semiconductor material by alkali ions can be suppressed. Therefore, the measurement circuit 50 including the semiconductor material can be formed simultaneously with the formation of the first element 3.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the second substrate fixing member 82 and the substrate structure 200 are arranged on the first core part 10 in the assembly process according to the first embodiment.
  • the schematic cross-sectional view shown in FIG. 10 corresponds to the schematic cross-sectional view shown in FIG. 3.
  • a second substrate fixing member 82 is arranged on the second surface 21 of the second core part 20.
  • a substrate structure 200 is placed on the second substrate fixing member 82 .
  • the substrate structure 200 is arranged so that the center of the first element 3 coincides with the center of the second surface 21 when viewed in the first direction 101.
  • a first substrate fixing member 81 is arranged on the substrate structure 200.
  • the first core section 10 is arranged on the second core section 20 and the first substrate fixing member 81 .
  • An adhesive is applied to at least one of the first adhesive surface 15 and the second adhesive surface 25.
  • the first adhesive surface 15 of the first core section 10 is in contact with the second adhesive surface 25 of the second core section 20 .
  • the first surface 11 of the first core portion 10 is in contact with the first substrate fixing member 81 .
  • the first core part 10 and the second core part 20 are bonded together with an adhesive.
  • a package casing (not shown) or the like is attached depending on the purpose.
  • a current line 8 is arranged between the first core part 10 and the second core part 20. In the manner described above, the current sensor 100 shown in FIGS. 1 to 5 is manufactured.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view schematically visualizing the magnetic flux generated when a current is passed through the current line 8.
  • the schematic cross-sectional view shown in FIG. 11 corresponds to the schematic cross-sectional view shown in FIG. 3.
  • a magnetic flux signal 108 is generated in the magnetic core 1 by passing the current to be measured through the current line 8.
  • the first arrow 108 represents a schematic visualization of the magnetic flux signal 108.
  • the direction of the magnetic flux signal 108 is clockwise when viewed from the direction in which the current to be measured flows.
  • the magnetic flux density of the magnetic flux signal 108 is proportional to the current value of the current to be measured.
  • the magnetic flux signal 108 leaks out of the magnetic core 1.
  • the second arrow 109 schematically visualizes the flow of the leakage magnetic flux 109.
  • the direction of the leakage magnetic flux 109 is, for example, along the vertical direction Z.
  • the first element 3 surrounds the leakage magnetic flux 109. From another perspective, the leakage magnetic flux 109 penetrates the space surrounded by the first element 3. In other words, the leakage magnetic flux 109 interlinks with the first element 3.
  • a voltage signal is generated in the first element 3. Specifically, an induced electromotive force is generated in the first element 3 due to a temporal change in the magnetic flux density of the leakage magnetic flux 109. In other words, an induced electromotive force is generated in the first element 3 due to a temporal change in magnetic flux density in the space surrounded by the first element 3.
  • the magnitude of the induced electromotive force generated in the first element 3 is proportional to the magnitude of the temporal change in the magnetic flux density of the leakage magnetic flux 109.
  • the measurement circuit 50 measures the current value of the current to be measured or the amount of power of the current to be measured based on the voltage signal generated in the first element 3 . As described above, the current sensor 100 measures the current value of the current to be measured or the amount of power of the current to be measured.
  • the first element 3 When a positional shift occurs between each of the first surface 11 and second surface 21 of the magnetic core 1 and the first element 3, the first element 3 has a lower position than when no positional shift occurs.
  • the induced electromotive force generated becomes smaller. Therefore, the detection accuracy and detection sensitivity of the current sensor 100 may change. In other words, variations in the detection accuracy and detection sensitivity of the current sensor 100 may occur. This may reduce the reliability of current sensor 100.
  • the main substrate 5 is made of a translucent material. Therefore, in the assembly process (S20), the outer edges of each of the first surface 11 and second surface 21 of the magnetic core and the first element 3 can be visually recognized through the main board 5 at the same time. Thereby, accurate alignment between each of the first surface 11 and the second surface 21 and the first element 3 can be easily performed. As a result, the detection sensitivity of current sensor 100 can be improved. Furthermore, the detection accuracy of the current sensor 100 can be improved. Thereby, the reliability of the current sensor 100 can be improved.
  • the measurement circuit 50 is provided on the main board 5. Therefore, the number of components for connecting the first element 3 and the measurement circuit 50 can be reduced. Thereby, the influence of external noise on the detection accuracy and detection sensitivity of the current sensor 100 can be suppressed.
  • the number of substrates other than the main substrate 5 on which the measurement circuit 50 is provided can be reduced. This allows the size and cost of current sensor 100 to be reduced.
  • the main board 5 may be deformed by the force applied to the main board 5 during assembly or use. Specifically, stress applied to the main board 5 during assembly, thermal stress due to heat generated in the first element 3 during current measurement, gravity that changes depending on the orientation of the current sensor 100 during actual use, and road traffic in the usage environment.
  • the main board 5 may be deformed due to vibrations caused by the situation or vibrations caused by other vibration sources. This may cause the first element 3 to tilt with respect to each of the first surface 11 and the second surface 21 of the magnetic core 1. In this case, the magnetic flux density of the leakage magnetic flux 109 penetrating the first element 3 is reduced compared to the case where the first element 3 is not inclined with respect to each of the first surface 11 and the second surface 21. For this reason, there is a possibility that the reliability of the current sensor 100 may decrease.
  • the main substrate 5 is made of glass. Glass is as hard and resistant to deformation as fine ceramics such as barium titanate (BaTiO 3 ), alumina (Al 2 O 3 ) and boron nitride (BN). Therefore, deformation of the main substrate 5 can be suppressed. As a result, a decrease in reliability of the current sensor 100 can be suppressed.
  • BaTiO 3 barium titanate
  • Al 2 O 3 alumina
  • BN boron nitride
  • Glass can also be manufactured at lower cost than fine ceramics such as BaTiO 3 , Al 2 O 3 and BN. Thereby, the cost of the current sensor 100 can be reduced.
  • the main substrate 5 is made of glass. Therefore, when the thickness H of the main substrate 5 in the vertical direction Z is 0.3 mm or more, deformation of the main substrate 5 is sufficiently suppressed in both the manufacturing process of the current sensor 100 and the actual usage environment of the current sensor 100. can do. Further, when the thickness H of the main substrate 5 in the vertical direction Z is 0.4 mm or more, deformation of the main substrate 5 can be more effectively prevented in each of the manufacturing process of the current sensor 100 and the actual usage environment of the current sensor 100. Can be suppressed.
  • the main substrate 5 is made of glass. Glass has higher heat resistance than printed circuit boards. Therefore, in forming the first element 3 and the like, a semiconductor manufacturing process (wafer process) based on a photolithography process can be used. This allows the first element 3 to be made finer than when the first element 3 is formed using a printing method. In other words, the number of turns of the first coil pattern section 17 of the first element 3 can be increased, and the accuracy of each of the shape and position of the first coil pattern section 17 can be improved. As a result, the detection accuracy and detection sensitivity of current sensor 100 can be improved.
  • the leakage magnetic flux 109 located outside each of the first surface 11 and the second surface 21 is easily influenced by the external environment. Therefore, when the first element 3 detects the leakage magnetic flux 109 located outside each of the first surface 11 and the second surface 21, the reliability of the current sensor 100 may decrease.
  • the first element 3 is located inside the outer edge of each of the first surface 11 and the second surface 21 when viewed in the first direction 101. Therefore, a decrease in reliability of the current sensor 100 can be suppressed.
  • the substrate structure 200 may be directly sandwiched between the magnetic core 1.
  • the substrate structure 200 may be in contact with the magnetic core 1 on each of the first surface 11 and the second surface 21 of the magnetic core 1 .
  • the second main surface 52 of the main substrate 5 may be in contact with the second surface 21.
  • the third insulating film 43 may be in contact with the magnetic core 1 on the first surface 11 .
  • the distance between the first surface 11 and the second surface 21 in the vertical direction Z can be reduced. Thereby, diffusion of leakage magnetic flux 109 (see FIG. 11) can be suppressed.
  • the amount of leakage magnetic flux 109 dissipated to the outside of each of the first surface 11 and the second surface 21 can be reduced.
  • the reliability of current sensor 100 can be improved.
  • the main substrate 5 may be made of, for example, quartz glass, crystallized glass, or amorphous soda lime glass.
  • the main substrate 5 may be made of, for example, acrylic or plastic.
  • the main board 5 may be fixed in the outer peripheral region 86 of the main board 5 by a fixing member (not shown).
  • the magnetic core 1 may be composed of one component.
  • the first core section 10 and the second core section 20 may be one component that is continuous with each other.
  • Each of the first core part 10 and the second core part 20 of the magnetic core 1 may be made of garnet-type ferrite.
  • the magnetic core 1 may be made of a metal material containing one or more ferromagnetic elements of iron (Fe), cobalt (Co), and nickel (Ni).
  • Each of the first board fixing member 81 and the second board fixing member 82 may be made of the same material as the main board 5, for example.
  • Each of the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82 may be made of fine ceramics such as BaTiO 3 , Al 2 O 3 or BN.
  • the first element 3 may be made of, for example, a Cu alloy containing additive elements.
  • the additive element is, for example, at least one metal element selected from the group consisting of titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), and molybdenum (Mo).
  • the amount of additional elements in the Cu alloy is preferably 0.1 atomic percent or more and less than 20 atomic percent.
  • the specific resistance value of the first element 3 can be less than 5 ⁇ cm.
  • the adhesion between the first element 3 and the main substrate 5 can be improved.
  • the corrosion resistance and oxidation resistance of the first element 3 can be improved.
  • the first element 3 may be a Hall element or a magnetoresistive (MR) element.
  • a base film may be provided between each of the first element 3 and the first insulating film 41 and the main substrate 5.
  • the base film is made of, for example, SiO 2 or Si 3 N 4 . Thereby, the adhesion between the main substrate 5 and the first element 3 can be improved.
  • the base film is formed using, for example, a sputtering method or a CVD method.
  • the first element 3 may contain oxygen atoms. Thereby, the adhesion between the main substrate 5 and the first element 3 can be improved.
  • the first element 3 containing oxygen atoms can be formed by using a mixed gas of Ar and oxygen (O 2 ). .
  • the ratio of the partial pressure of O 2 gas to the pressure of the mixed gas is preferably 0.1% or more and less than 5%. If the ratio of the partial pressure of O 2 gas to the pressure of the mixed gas is less than 0.1%, the adhesion between the main substrate 5 and the first element 3 may not be sufficiently improved. If the ratio of the partial pressure of O 2 gas to the pressure of the mixed gas is 5% or more, the specific resistance value of the first element 3 may increase.
  • the diameter of the main substrate 5 is 6 inches or more, or when one side of the main substrate 5 exceeds 150 cm, it becomes difficult to uniformly etch the entire surface of the first conductive film using the IBE method. Therefore, when the size of the main substrate 5 is large as described above, it is preferable to use a wet etching method such as immersion in a chemical liquid or spraying a chemical liquid.
  • a chemical solution it is preferable to use a ceric ammonium nitrate (CAN)-based chemical solution or a hydrogen peroxide (H 2 O 2 )-based chemical solution.
  • Each of the first insulating film 41 and the third insulating film 43 may be formed using a spin-on glass (SOG) method.
  • Each of the first insulating film 41 and the third insulating film 43 may be made of epoxy resin or acrylic resin. In this case, each of the first insulating film 41 and the third insulating film 43 is formed using a coating method, for example.
  • the substrate structure 200 does not need to have the third insulating film 43. From another point of view, the first wiring section 71 may be exposed.
  • Polycrystalline ITO has high chemical stability. Specifically, polycrystalline ITO has such high chemical resistance that it does not dissolve in most acid chemicals other than aqua regia-based chemicals. Therefore, even when the first wiring section 71 is exposed, the occurrence of defects in the first wiring section 71 can be suppressed.
  • the first wiring section 71 may be made of a material that does not have translucency. Specifically, the first wiring section 71 may be made of, for example, Cu, Al, a Cu alloy, or an Al alloy.
  • Embodiment 2 Next, the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG. 13.
  • the configuration of the current sensor 100 according to the second embodiment is different from the first embodiment mainly in that the current sensor 100 has a first alignment mark 61, a second alignment mark 62, and a third alignment mark 63.
  • the configuration is different from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 1, and other points are substantially the same as the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 1.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 1 will be mainly explained.
  • FIG. 13 is an enlarged schematic plan view of the periphery of the first element 3 in the current sensor 100.
  • the first core part 10, the substrate fixing part 80, the first insulating film 41, and the third insulating film 43 are not shown in FIG. 13.
  • the hatched portion indicates the first element 3.
  • the substrate structure 200 may further include a first alignment mark 61 and a second alignment mark 62.
  • Current sensor 100 may further include a third alignment mark 63. Each of the first alignment mark 61, the second alignment mark 62, and the third alignment mark 63 is used to align the main substrate 5 and the magnetic core 1.
  • a first alignment mark 61 is provided on the main board 5.
  • the shape of the first alignment mark 61 when viewed in the first direction 101 is, for example, a cross.
  • the first alignment mark 61 is located at a corner of the detection area 85 of the main substrate 5.
  • the first alignment mark 61 is aligned with the second surface 21.
  • the first alignment mark 61 is located at the corner of the second surface 21 of the second core portion 20 when viewed in the first direction 101 .
  • the first alignment mark 61 overlaps the third outer circumferential surface 93 of the second core portion 20 when viewed in the first direction 101 .
  • the first alignment mark 61 may be aligned with the first surface 11 of the first core portion 10 (see FIGS. 3 and 4). From another perspective, the first alignment mark 61 is aligned with at least one of the first surface 11 and the second surface 21.
  • the first alignment mark 61 is made of the same material as the first element 3, for example.
  • a second alignment mark 62 is provided on the main board 5.
  • the second alignment mark 62 is located inside the detection area 85 of the main substrate 5 when viewed in the first direction 101 . Seen in the first direction 101, the second alignment mark 62 is located, for example, at the center of the detection area 85.
  • the second alignment mark 62 is surrounded by the first element 3.
  • the second alignment mark 62 overlaps the second surface 21 when viewed in the first direction 101 .
  • the shape of the second alignment mark 62 when viewed in the first direction 101 is, for example, a rectangle.
  • the second alignment mark 62 is made of the same material as the first element 3, for example.
  • a third alignment mark 63 may be provided on the second surface 21.
  • the second alignment mark 62 is aligned with the third alignment mark 63.
  • the third alignment mark 63 surrounds the second alignment mark 62 when viewed in the first direction 101 .
  • the third alignment mark 63 is surrounded by the first element 3.
  • the shape of the third alignment mark 63 when viewed in the first direction 101 is, for example, annular.
  • each of the first alignment mark 61 and the second alignment mark 62 is formed simultaneously with the first element 3.
  • the first alignment mark 61 and the second alignment mark 62 are each formed by etching the first conductive film.
  • the first alignment mark 61 is formed on the main substrate 5.
  • the first alignment mark 61 is aligned with at least one of the first surface 11 and the second surface 21 . Therefore, in the assembly step (S20), the main substrate 5 can be more accurately aligned with at least one of the first surface 11 and the second surface 21. Thereby, the first element 3 and at least one of the first surface 11 and the second surface 21 can be aligned more accurately.
  • the second alignment mark 62 is formed on the main substrate 5.
  • a third alignment mark 63 is formed on the second surface 21.
  • the second alignment mark 62 is aligned with the third alignment mark 63. Therefore, in the assembly process (S20), by aligning the second alignment mark 62 and the third alignment mark 63, the main substrate 5 and the second surface 21 can be aligned more accurately. Thereby, the first element 3 and the second surface 21 can be aligned more accurately.
  • the present disclosure is not limited to the above configuration.
  • the third alignment mark 63 may be provided on the second substrate fixing member 82, for example.
  • the second substrate fixing member 82 and the second surface 21 may be aligned.
  • the second alignment mark 62 and the third alignment mark 63 can be aligned.
  • the first element 3 and the second surface 21 can be aligned more accurately.
  • the magnetic core 1 When the magnetic core 1 is composed of one component, while viewing each of the first surface 11, second surface 21 and first element 3 from an oblique direction, 1 element 3 is aligned. Even when alignment is performed while viewing obliquely, the alignment marks formed on the main substrate 5 or the magnetic core 1 can be used to align each of the first surface 11 and the second surface 21. 1 element 3 can be suppressed.
  • Embodiment 3 differs from the current sensor 100 according to Embodiment 2 mainly in that it includes a flexible printed circuit 9, and other points are the same as in the embodiment.
  • the configuration is substantially the same as the current sensor 100 according to the second embodiment.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 2 will be mainly explained.
  • FIG. 16 corresponds to the schematic cross-sectional view shown in FIG. 3.
  • the substrate structure 200 may include a flexible printed circuit 9.
  • the flexible printed circuit 9 is in contact with the main board 5.
  • the flexible printed circuit 9 is in contact with the main board 5 in the outer peripheral region 86 of the main board 5 .
  • the first element 3 and the flexible printed circuit 9 are electrically connected by a connecting wire 7.
  • the flexible printed circuit 9 may be provided with a measurement circuit 50 (not shown).
  • the flexible printed circuit 9 is deformable.
  • the current sensor 100 according to the third embodiment includes a flexible printed circuit 9.
  • a measurement circuit 50 is provided in the flexible printed circuit 9. Therefore, the size of the main substrate 5 viewed in the first direction 101 can be reduced. As a result, deformation of the main substrate 5 when force is applied to the main substrate 5 can be suppressed.
  • the flexible printed circuit 9 is deformable. Therefore, when force is applied to the flexible printed circuit 9, transmission of force from the flexible printed circuit 9 to the main board 5 can be suppressed. Thereby, deformation of the main substrate 5 can be suppressed.
  • the size of the main substrate 5 when viewed in the first direction 101 can be reduced. Therefore, even if the thickness H (see FIG. 7) of the main substrate 5 is small, deformation of the main substrate 5 can be sufficiently suppressed.
  • the thickness H may be less than 0.3 mm, for example. Therefore, the distance between the first surface 11 and the second surface 21 of the magnetic core 1 in the vertical direction Z can be shortened. Thereby, diffusion of the leakage magnetic flux 109 to the outside of the first element 3 can be suppressed. As a result, the detection accuracy and detection sensitivity of current sensor 100 can be improved more effectively.
  • the main substrate 5 is made of glass, after the first element 3 is formed on the main substrate 5, the main substrate 5 can be etched by a wet etching method using a fluoric acid (HF)-based chemical solution. . As a result, the thickness of the main substrate 5 can be reduced to approximately 0.1 mm.
  • HF fluoric acid
  • the substrate structure 200 may further include a printed circuit board (not shown).
  • the printed circuit board may be connected to the main board 5 via a flexible printed circuit 9.
  • the measurement circuit 50 may be provided on a printed circuit board.
  • the measurement circuit 50 may be connected to the first element 3 via the flexible printed circuit 9 and the connection wiring 7.
  • Embodiment 4 Next, the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. 17.
  • Current sensor 100 according to Embodiment 4 differs in configuration from current sensor 100 according to Embodiment 2 mainly in that substrate structure 200 has auxiliary substrate 6, and other points. is substantially the same as the configuration of current sensor 100 according to the second embodiment.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 2 will be mainly explained.
  • the schematic cross-sectional view shown in FIG. 17 corresponds to the schematic cross-sectional view shown in FIG. 3.
  • the substrate structure 200 further includes an auxiliary substrate 6 and an adhesive portion 83.
  • the auxiliary substrate 6 is located between the first surface 11 and the second surface 21 of the magnetic core 1 . In other words, the auxiliary substrate 6 is in the gap 2 (see FIG. 2).
  • the auxiliary substrate 6 protects the first element 3.
  • the auxiliary substrate 6 is provided on the third insulating film 43. Auxiliary substrate 6 covers first element 3 .
  • the end portion of the auxiliary substrate 6 may be located closer to the current line 8 than the first outer circumferential surface 91.
  • the end of the auxiliary board 6 may be located closer to the current line 8 than the third outer peripheral surface 93.
  • the main substrate 5 may have an exposed region 87.
  • the exposed region 87 is a region of the main substrate 5 that is not covered by the auxiliary substrate 6. From another perspective, the exposed region 87 is on the outside of the auxiliary substrate 6 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In the exposed region 87, an external mounting board such as a flexible printed circuit 9 or an integrated circuit component (not shown) may be attached to the main board 5.
  • the auxiliary substrate 6 is made of a translucent material.
  • the auxiliary substrate 6 may be transparent.
  • the auxiliary substrate 6 is made of the same material as the main substrate 5, for example.
  • the auxiliary substrate 6 has a third main surface 53 and a fourth main surface 54.
  • the third main surface 53 faces the first main surface 51 of the main substrate 5.
  • the auxiliary substrate 6 is in contact with the third insulating film 43.
  • the fourth main surface 54 is on the opposite side of the third main surface 53.
  • the auxiliary board 6 is in contact with the first board fixing member 81.
  • the adhesive part 83 adheres the main substrate 5 and the auxiliary substrate 6. Specifically, the adhesive portion 83 adheres the first main surface 51 of the main substrate 5 and the third main surface 53 of the auxiliary substrate 6.
  • the adhesive portion 83 is made of, for example, thermosetting resin.
  • the adhesive portion 83 may be made of, for example, an ultraviolet curing resin.
  • Current sensor 100 according to the fourth embodiment includes an auxiliary board 6.
  • Auxiliary substrate 6 covers first element 3 . Therefore, when stress or external force is applied to the main board 5, deformation and vibration of the main board 5 can be suppressed by integrating the main board 5 and the auxiliary board 6. Thereby, the positional deviation between each of the first surface 11 and the second surface 21 of the magnetic core 1 and the first element 3 can be suppressed more effectively. As a result, the detection sensitivity and detection accuracy of the current sensor 100 can be further improved.
  • Embodiment 5 the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 5 will be described with reference to FIGS. 18 to 22.
  • the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 5 differs from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 4 mainly in that the second element 4 is provided on auxiliary board 6, and other points are included.
  • the configuration is substantially the same as the current sensor 100 according to the fourth embodiment.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 4 will be mainly explained.
  • FIG. 18 corresponds to the schematic cross-sectional view shown in FIG. 17.
  • the auxiliary substrate 6, the first insulating film 41, and the second insulating film 42 are not shown in FIG. 19.
  • FIG. 20 each of the first insulating film 41, the second insulating film 42, the first conductive material 75, and the second conductive material 76 is not illustrated.
  • the enlarged schematic cross-sectional view shown in FIG. 21 corresponds to the enlarged schematic cross-sectional view shown in FIG. 7.
  • the cross section shown in FIG. 22 is parallel to each of the vertical direction Z and the horizontal direction X, and is a cross section that intersects each of the first wiring part 71 and the second wiring part 72.
  • the substrate structure 200 further includes a second element 4, a second insulating film 42, and a first conductive material 75.
  • the second element 4 is provided on the auxiliary substrate 6. Specifically, the second element 4 is provided on the third main surface 53 of the auxiliary substrate 6. The second element 4 faces the first element 3.
  • the second element 4 detects the magnetic flux generated by the current flowing through the current line 8. Specifically, an induced electromotive force is generated in the second element 4 as a voltage signal due to a temporal change in magnetic flux density in the space surrounded by the second element 4.
  • the second element 4 is, for example, a coil pattern.
  • the second element 4 is made of the same material as the first element 3, for example.
  • a second insulating film 42 is provided on the auxiliary substrate 6.
  • the second insulating film 42 protects the second element 4.
  • the second insulating film 42 is between the auxiliary substrate 6 and the first insulating film 41.
  • the second insulating film 42 is in contact with each of the third main surface 53, the second element 4, and the first insulating film 41.
  • the second element 4 is located between the auxiliary substrate 6 and the second insulating film 42.
  • the second insulating film 42 is made of the same material as the first insulating film 41, for example.
  • the thickness of the second insulating film 42 in the vertical direction Z is, for example, 400 nm.
  • the first conductive material 75 is in contact with each of the first element 3 , the second element 4 , the first insulating film 41 , and the second insulating film 42 .
  • the first conductive material 75 electrically connects the first element 3 and the second element 4.
  • the second element 4 overlaps the first element 3 when viewed in the first direction 101. Seen in the first direction 101 , the second element 4 is within the detection area 85 of the main substrate 5 . From another perspective, when viewed in the first direction 101, the second element 4 overlaps each of the first surface 11 (see FIG. 18) and the second surface 21 (see FIG. 18). When viewed in the first direction 101 , the adhesive portion 83 is within the outer peripheral region 86 of the main substrate 5 .
  • FIG. 20 is an enlarged schematic plan view showing a state in which the position of the auxiliary substrate 6 has been shifted.
  • the arrow shown in FIG. 20 indicates that the portion of the substrate structure 200 at the base of the arrow is located at the tip of the arrow.
  • the substrate structure 200 further includes a fourth alignment mark 64 and a fifth alignment mark 65.
  • Each of the fourth alignment mark 64 and the fifth alignment mark 65 is used to align the main substrate 5 and the auxiliary substrate 6.
  • a fourth alignment mark 64 is provided on the main board 5 .
  • a fifth alignment mark 65 is provided on the auxiliary substrate 6. When viewed in the first direction 101, the fifth alignment mark 65 is aligned with the fourth alignment mark 64.
  • the second element 4 has a third coil pattern portion 37 , a third outer peripheral end 39 , and a third inner peripheral end 38 .
  • the third coil pattern section 37 is provided in a spiral shape.
  • the shape of the third coil pattern portion 37 is a spiral shape formed on the same plane.
  • the winding direction of the third coil pattern section 37 is opposite to the winding direction of the first coil pattern section 17.
  • the first coil pattern portion 17 has, for example, a clockwise spiral shape outward from the center.
  • the third coil pattern portion 37 has a counterclockwise spiral shape outward from the center, for example.
  • the third outer peripheral end portion 39 is continuous with the third coil pattern portion 37. When viewed in the first direction 101, the third outer peripheral end portion 39 overlaps the first wiring portion 71. The third outer peripheral end portion 39 is electrically connected to the first wiring portion 71 . The third inner peripheral end portion 38 is continuous with the third coil pattern portion 37. The third inner peripheral end portion 38 is surrounded by the third coil pattern portion 37 . When viewed in the first direction 101, the third inner peripheral end 38 overlaps the first inner peripheral end 18. The third inner peripheral end 38 is electrically connected to the first inner peripheral end 18 .
  • the first element 3 and the second element 4 are electrically connected in series. Specifically, the first element 3 and the second element 4 are connected so that the induced currents generated in each of the first element 3 and the second element 4 flow in the same direction. More specifically, the induced current generated in each of the first element 3 and the second element 4 flows, for example, in a direction from the second wiring part 72 to the first wiring part 71.
  • the first conductive material 75 electrically connects the first inner peripheral end 18 of the first element 3 and the third inner peripheral end 38 of the second element 4. are doing.
  • the first conductive material 75 is in contact with each of the first inner peripheral end 18 , the third inner peripheral end 38 , the first insulating film 41 , and the second insulating film 42 .
  • the second insulating film 42 has a second inner peripheral surface 142.
  • Each of the first inner circumferential surface 141 and the second inner circumferential surface 142 surrounds the first conductive material 75.
  • the third inner peripheral end portion 38 of the second element 4 is exposed from the second insulating film 42 .
  • the second inner peripheral surface 142 forms a contact hole.
  • the substrate structure 200 further includes a second conductive material 76.
  • the second conductive material 76 electrically connects the third outer peripheral end 39 of the second element 4 and the first wiring section 71 .
  • the first wiring section 71 is provided on the first main surface 51 of the main board 5 .
  • the first wiring section 71 is made of the same material as the first element 3, for example.
  • the first insulating film 41 has a third inner peripheral surface 143.
  • the third inner circumferential surface 143 surrounds the second conductive material 76.
  • the first wiring portion 71 is exposed from the first insulating film 41 in a space surrounded by the third inner circumferential surface 143 .
  • the third inner peripheral surface 143 forms a contact hole.
  • the second insulating film 42 has a fourth inner peripheral surface 144.
  • the fourth inner peripheral surface 144 surrounds the second conductive material 76.
  • the third outer circumferential end 39 is exposed from the second insulating film 42 .
  • the fourth inner peripheral surface 144 forms a contact hole.
  • the first wiring section 71 is formed simultaneously with the first element 3.
  • the second element 4 is formed by substantially the same process as the first element 3. Specifically, the second element 4 is formed on the third main surface 53 of the auxiliary substrate 6 using, for example, a photolithography process and an etching method.
  • the second insulating film 42 is formed by substantially the same process as the first insulating film 41. Specifically, the second insulating film 42 is formed on the third main surface 53 of the auxiliary substrate 6 using, for example, a CVD method.
  • the first conductive material 75 is arranged in a space surrounded by the first inner circumferential surface 141 of the first insulating film 41 .
  • the second conductive material 76 is arranged in a space surrounded by the third inner peripheral surface 143 of the first insulating film 41 .
  • the adhesive portion 83 is formed on the first main surface 51 of the main substrate 5 using a printing method.
  • Auxiliary board 6 is arranged on main board 5.
  • the adhesive portion 83 is made of thermosetting resin
  • the adhesive portion 83 is heated at a temperature of 100° C. or more and 150° C. or less.
  • the adhesive portion 83 is made of ultraviolet type resin
  • the adhesive portion 83 is irradiated with ultraviolet light. As a result, the main substrate 5 and the auxiliary substrate 6 are bonded together. In the manner described above, the substrate structure 200 is formed.
  • the second element 4 is provided on the auxiliary substrate 6.
  • the second element 4 overlaps each of the first surface 11 and the second surface 21.
  • the first element 3 and the second element 4 are electrically connected in series. Therefore, the number of turns of the coil pattern in the substrate structure 200 can be increased. Thereby, the detection accuracy and detection sensitivity of the current sensor 100 can be improved more effectively.
  • the adhesive portion 83 may adhere the main substrate 5 and the second insulating film 42 .
  • the adhesive portion 83 may adhere the first insulating film 41 and the auxiliary substrate 6.
  • the bonding portion 83 may bond the first insulating film 41 and the second insulating film 42 together.
  • the second element 4 may be a Hall element or a magnetoresistive (MR) element.
  • Embodiment 6 differs from the current sensor 100 according to Embodiment 4 mainly in that it includes a magnetic material 60, and other points are different from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 4.
  • the configuration is substantially the same as that of the current sensor 100 according to No. 4.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 4 will be mainly explained.
  • FIG. 23 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of the first element 3 in the current sensor 100 according to the sixth embodiment.
  • the cross section shown in FIG. 23 is parallel to each of the vertical direction Z and the horizontal direction X, and intersects with the first element 3.
  • the current sensor 100 may further include a magnetic body 60.
  • the magnetic body 60 has a first magnetic body part 78 and a second magnetic body part 79.
  • the first magnetic body portion 78 is located between the first substrate fixing member 81 and the first surface 11 of the magnetic core 1.
  • the first magnetic body portion 78 is located between the first surface 11 and the first element 3.
  • the first magnetic body portion 78 is in contact with each of the first substrate fixing member 81 and the first surface 11 .
  • the first magnetic body portion 78 is bonded to the first surface 11 with, for example, an adhesive (not shown).
  • the first magnetic body portion 78 is located inside the outer edge of each of the first surface 11 and the second surface 21. In other words, in the direction perpendicular to the up-down direction Z, the first magnetic body portion 78 is located inside the outer edge of each of the first outer circumferential surface 91 and the third outer circumferential surface 93 of the magnetic core 1. In the direction perpendicular to the up-down direction Z, the first magnetic body portion 78 is preferably located inside a region surrounded by the first element 3.
  • the first magnetic body portion 78 is composed of, for example, a first flat plate member 161 and an alignment mark member 163.
  • the alignment mark member 163 is spaced apart from the first flat plate member 161.
  • the alignment mark member 163 is used to align the main substrate 5 and the magnetic core 1.
  • the alignment mark member 163 may form a third alignment mark 63 (see FIG. 13).
  • the thickness of the first magnetic body portion 78 in the vertical direction Z is preferably, for example, 1 ⁇ m or more.
  • the second magnetic body portion 79 is located between the second substrate fixing member 82 and the second surface 21 of the magnetic core 1.
  • the second magnetic body portion 79 is located between the second surface 21 and the first element 3.
  • the magnetic body 60 is located between the first surface 11 and the first element 3 and at least one between the second surface 21 and the first element 3.
  • the second magnetic body portion 79 is in contact with each of the second surface 21 and the second board fixing member 82 .
  • the second magnetic body portion 79 is bonded to the second surface 21 with, for example, an adhesive (not shown).
  • the second magnetic body portion 79 is located inside the outer edge of each of the first surface 11 and the second surface 21. In other words, in the direction perpendicular to the up-down direction Z, the second magnetic body portion 79 is located inside the outer edge of each of the first outer circumferential surface 91 and the third outer circumferential surface 93 of the magnetic core 1. In the direction perpendicular to the vertical direction Z, the second magnetic body portion 79 is preferably located inside the region surrounded by the first element 3.
  • the second magnetic body portion 79 is composed of a second flat member 162 and an alignment mark member 163.
  • the alignment mark member 163 is spaced apart from the second flat plate member 162.
  • the thickness of the second magnetic body portion 79 in the vertical direction Z is preferably, for example, 1 ⁇ m or more.
  • the saturation magnetic flux density of the magnetic body 60 is higher than the saturation magnetic flux density of the magnetic core 1.
  • the relative magnetic permeability of the magnetic body 60 is preferably higher than the relative magnetic permeability of the magnetic core 1.
  • the magnetic body 60 may be made of at least one metal element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, for example.
  • the magnetic body 60 may be made of, for example, an alloy whose main component is at least one metal element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni.
  • the magnetic material 60 is made of, for example, Fe-Si (silicon) alloy (silicon steel), Fe-Al-Si alloy (commonly known as Sendust (trademark)), Ni-Fe alloy (commonly known as permalloy), Ni-Fe- It may be made of a polycrystalline alloy material such as Mo alloy (commonly known as supermalloy) or Fe--Co--V alloy (commonly known as permendur).
  • the magnetic material 60 is made of, for example, Fe-Si-B (boron) alloy, Fe-Co-Si-B alloy, Fe-Zr (zirconium) alloy, Fe-Co-Zr alloy, Co-Zr-Nb (niobium) alloy, etc. It may be made of an amorphous soft magnetic material.
  • the magnetic body 60 is made of, for example, a Fe--Al--Si alloy.
  • the amount of Al added in the magnetic body 60 is, for example, 4 atomic percent or more and 6 atomic percent or less.
  • the amount of Si added in the magnetic body 60 is, for example, 8 atomic percent or more and 10 atomic percent or less.
  • the saturation magnetic flux density of the magnetic body 60 is, for example, 1.0 T or more and 1.3 T or less.
  • the relative magnetic permeability of the magnetic body 60 is, for example, 5,000 or more and 10,000 or less.
  • the magnetic body 60 is formed by cutting out, for example, an Fe--Al--Si alloy ingot or a Fe--Al--Si alloy ribbon.
  • An ingot of Fe--Al--Si alloy is produced using, for example, a melting method or a sintering method.
  • the Fe--Al--Si alloy ribbon is produced using, for example, a rapid cooling method.
  • the magnetic material 60 is formed on each of the first surface 11 and the second surface 21 using a vacuum film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method. You can leave it there.
  • a vacuum film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method. You can leave it there.
  • the magnetic body 60 When the magnetic body 60 is formed using a quenching method or a vacuum film forming method, the magnetic body 60 is formed of an alloy in an amorphous state. A magnetic alloy in an amorphous state has almost no magnetocrystalline anisotropy energy derived from its crystal structure. Therefore, when the magnetic body 60 is formed using a rapid cooling method or a vacuum film forming method, the relative magnetic permeability of the magnetic body 60 can be improved.
  • a portion of the leakage magnetic flux 109 is diffused to the outside of the magnetic core 1. Specifically, in the direction perpendicular to the up-down direction Z, a part of the leakage magnetic flux 109 passes through the outside of each of the first surface 11 and the second surface 21 of the magnetic core 1. From another point of view, a part of the leakage magnetic flux 109 passes outside the first element 3.
  • the current sensor 100 includes a magnetic body 60.
  • the magnetic body 60 is located between the first surface 11 and the first element 3 and at least one between the second surface 21 and the first element 3.
  • the saturation magnetic flux density of the magnetic body 60 is higher than the saturation magnetic flux density of the magnetic core 1. Therefore, as shown in FIG. 25, the magnetic flux signal 108 is concentrated toward the magnetic body 60.
  • Leakage magnetic flux 109 occurs between the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79. Therefore, the magnetic flux density of the leakage magnetic flux 109 penetrating the space surrounded by the first element 3 can be increased. This makes it possible to more effectively increase the sensitivity of the first element 3 to temporal changes in magnetic flux. As a result, the detection accuracy and detection sensitivity of current sensor 100 can be improved.
  • the relative magnetic permeability of the magnetic body 60 is higher than the relative magnetic permeability of the magnetic core 1. Therefore, the magnetic flux signal 108 can be collected on the magnetic body 60 with high efficiency. In other words, a decrease in the magnetic flux density of the magnetic flux passing through the magnetic body 60 can be suppressed. Therefore, a decrease in the magnetic flux density of the leakage magnetic flux 109 can be suppressed. Thereby, the detection accuracy and detection sensitivity of the current sensor 100 can be improved.
  • the substrate structure 200 may be sandwiched between the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79.
  • the magnetic body 60 may fix the substrate structure 200.
  • the first magnetic body portion 78 may be in contact with the auxiliary substrate 6 on the fourth main surface 54 .
  • the second magnetic body portion 79 may be in contact with the main substrate 5 on the second main surface 52 .
  • a first magnetic body portion 78 may be provided on the fourth main surface 54 of the auxiliary substrate 6.
  • a second magnetic body portion 79 may be provided on the second main surface 52 of the main substrate 5 .
  • An insulating film (not shown) may be formed on each of the second main surface 52 of the main substrate 5 and the fourth main surface 54 of the auxiliary substrate 6.
  • the insulating film covers each of the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79.
  • the insulating film protects each of the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79.
  • the insulating film has transparency.
  • the insulating film is made of, for example, SiO 2 or Si 3 N 4 .
  • a Fe--Al--Si alloy film is formed on the second main surface 52 of the main substrate 5 using a sputtering method.
  • the second magnetic material portion 79 is formed by etching the Fe--Al--Si alloy film.
  • a wet immersion etching method using a chemical solution containing ferric chloride (FeCl 3 ) is used, for example.
  • the first magnetic body portion 78 is formed on the fourth main surface 54 of the auxiliary substrate 6 using a similar process.
  • the effects of the current sensor 100 according to the second modification of the sixth embodiment will be described.
  • the distance between the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79 in the vertical direction Z can be shortened.
  • the diffusion of leakage magnetic flux 109 between the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79 can be suppressed more effectively. This makes it possible to more effectively increase the sensitivity of the first element 3 to temporal changes in magnetic flux.
  • a first magnetic body portion 78 may be provided in the first substrate fixing member 81.
  • the first magnetic body portion 78 may be located between the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82.
  • a second magnetic body portion 79 may be provided in the second substrate fixing member 82 .
  • the second magnetic body portion 79 may be located between the first substrate fixing member 81 and the second substrate fixing member 82.
  • each of the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79 may be configured by a plurality of island-like patterns. Specifically, each of the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79 may be configured by a plurality of individual piece parts 164. Each of the plurality of individual pieces 164 is spaced apart from each other. Similar to the current sensor 100 according to the second modification of the sixth embodiment, an insulating film (not shown) is formed on each of the second main surface 52 of the main substrate 5 and the fourth main surface 54 of the auxiliary substrate 6. You can leave it there.
  • the effects of the current sensor 100 according to the fourth modification of the sixth embodiment will be described.
  • a demagnetizing field is generated within the magnetic body 60 due to surface magnetic poles generated on both end faces of the magnetic body 60 in the vertical direction Z.
  • the magnetic body 60 may not be sufficiently magnetized.
  • the effect of concentrating the leakage magnetic flux 109 by the magnetic body 60 may not be sufficiently achieved.
  • the magnitude of the influence of the demagnetizing field depends on the shape of the magnetic body 60. Specifically, as the ratio of the surface area of both end faces of the magnetic body 60 to the thickness of the magnetic body 60 in the vertical direction Z increases, the influence of the demagnetizing field increases.
  • each of the first magnetic body portion 78 and the second magnetic body portion 79 is configured by a plurality of island-shaped patterns. Therefore, the ratio of the surface area of both end surfaces of the magnetic body 60 to the thickness of the magnetic body 60 in the vertical direction Z can be made small. Thereby, the leakage magnetic flux 109 can be more effectively concentrated in the space surrounding the first element 3. As a result, the detection accuracy and detection sensitivity of current sensor 100 can be improved.
  • each of the current sensor 100 according to the sixth embodiment and the current sensors 100 according to the first to fourth modifications of the sixth embodiment is arranged between the first surface 11 and the first element 3 and The configuration in which the magnetic body 60 is provided between the second surface 21 and the first element 3 has been described.
  • the present disclosure is not limited to the above configuration.
  • the current sensor 100 has the magnetic material 60 only between the first surface 11 and the first element 3 or between the second surface 21 and the first element 3. Good too.
  • the current sensor 100 may include only one of the first magnetic body part 78 and the second magnetic body part 79.
  • Embodiment 7 Next, the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 7 will be described with reference to FIGS. 30 to 34.
  • the current sensor 100 according to the seventh embodiment is different from the current sensor 100 according to the first embodiment mainly in that the gap 2 of the magnetic core 1 has a first gap part 171 and a second gap part 172.
  • the configuration is different from that of the current sensor 100 according to the first embodiment, and other points are substantially the same as the configuration of the current sensor 100 according to the first embodiment.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 1 will be mainly explained.
  • the substrate fixing part 80, the first insulating film 41, and the third insulating film 43 are not shown in FIG. 30.
  • the schematic cross-sectional view shown in FIG. 32 corresponds to the schematic cross-sectional view shown in FIG. 3.
  • each of the substrate fixing part 80, the first insulating film 41, and the third insulating film 43 is not shown in FIG. 33.
  • the first core part 10, the substrate fixing part 80, the first insulating film 41, and the third insulating film 43 are not shown in FIG. 34.
  • the first core section 10 is spaced apart from the second core section 20.
  • the main substrate 5 is between the first core part 10 and the second core part 20.
  • Gap 2 has a first gap part 171 and a second gap part 172.
  • the second gap portion 172 is spaced apart from the first gap portion 171.
  • the first element 3 has a first element part 31 and a second element part 32.
  • the first element section 31 is located in the first gap section 171.
  • the second element section 32 is spaced apart from the first element section 31.
  • the second element section 32 is located in the second gap section 172.
  • the connection wiring 7 has a third wiring part 73.
  • the third wiring section 73 is spaced apart from each of the first wiring section 71 and the second wiring section 72.
  • the third wiring section 73 electrically connects the first element section 31 and the second element section 32.
  • the first wiring section 71 electrically connects the second element section 32 and the measurement circuit 50.
  • the second wiring section 72 electrically connects the first element section 31 and the measurement circuit 50.
  • the second wiring section 72 may be made of, for example, ITO.
  • the third wiring section 73 may be made of the same material as either the first wiring section 71 or the second wiring section 72, for example.
  • each of the first gap part 171 and the second gap part 172 is formed between the first core part 10 and the second core part 20.
  • An annular region formed by the magnetic core 1 , the first gap portion 171 , and the second gap portion 172 surrounds the current line 8 .
  • the first surface 11 has a first portion 95 and a second portion 96.
  • the first portion 95 is formed by the first convex portion 13 of the first core portion 10 .
  • the first portion 95 is continuous with the first outer circumferential surface 91 .
  • the second portion 96 is formed by the second convex portion 14 of the first core portion 10 .
  • the second portion 96 is continuous with the second outer circumferential surface 92 .
  • the second portion 96 is spaced apart from the first portion 95.
  • Second portion 96 may be substantially parallel to first portion 95 .
  • the first portion 95 and the second portion 96 may be substantially coplanar.
  • the second surface 21 has a third portion 97 and a fourth portion 98.
  • the third portion 97 is formed by the third convex portion 23 of the second core portion 20 .
  • the third portion 97 is continuous with the third outer circumferential surface 93.
  • the third portion 97 faces the first portion 95.
  • the direction from the first portion 95 to the third portion 97 is a first direction 101 .
  • Third portion 97 may be substantially parallel to first portion 95 .
  • the fourth portion 98 is formed by the fourth convex portion 24 of the second core portion 20.
  • the fourth portion 98 is continuous with the fourth outer circumferential surface 94.
  • the fourth portion 98 is spaced apart from the third portion 97.
  • Fourth portion 98 faces second portion 96 .
  • the direction from the second portion 96 to the fourth portion 98 is a first direction 101 .
  • Fourth portion 98 may be substantially parallel to second portion 96 .
  • Fourth portion 98 may be substantially parallel to third portion 97 .
  • the third portion 97 and the fourth portion 98 may be substantially coplanar.
  • the first gap portion 171 is formed between the first portion 95 and the third portion 97.
  • the second gap portion 172 is formed between the second portion 96 and the fourth portion 98.
  • the first substrate fixing member 81 includes a first member 181 and a second member 182.
  • the first member 181 is between the first portion 95 of the first surface 11 and the third portion 97 of the second surface 21 .
  • the first member 181 is located in the first gap portion 171 (see FIG. 31).
  • the first member 181 is in contact with each of the first portion 95 and the third insulating film 43.
  • the first member 181 extends along the outer edge of the first portion 95 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In other words, the first member 181 is along the first outer circumferential surface 91 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. The first member 181 may be located inside the first portion 95 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In other words, the first member 181 may be located inside the first outer circumferential surface 91 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the second member 182 is spaced apart from the first member 181.
  • the second member 182 is between the second portion 96 of the first surface 11 and the fourth portion 98 of the second surface 21 .
  • the second member 182 is located in the second gap portion 172 (see FIG. 31).
  • the second member 182 is in contact with each of the second portion 96 and the third insulating film 43.
  • the second member 182 is along the outer edge of the second portion 96. In other words, the second member 182 is along the second outer peripheral surface 92 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the second member 182 may be located inside the second portion 96 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In other words, the second member 182 may be located inside the second outer circumferential surface 92 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the second board fixing member 82 includes a third member 183 and a fourth member 184.
  • the third member 183 is between the first portion 95 of the first surface 11 and the third portion 97 of the second surface 21 . In other words, the third member 183 is located in the first gap portion 171 (see FIG. 31). The third member 183 is in contact with each of the third portion 97 and the main substrate 5.
  • the third member 183 is along the outer edge of the third portion 97. In other words, the third member 183 is along the third outer peripheral surface 93 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the third member 183 may be located inside the third portion 97 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In other words, the third member 183 may be located inside the third outer circumferential surface 93 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the fourth member 184 is spaced apart from the third member 183.
  • the fourth member 184 is between the second portion 96 of the first surface 11 and the fourth portion 98 of the second surface 21 .
  • the fourth member 184 is located in the second gap portion 172 (see FIG. 31).
  • the fourth member 184 is in contact with each of the fourth portion 98 and the main substrate 5.
  • the fourth member 184 is along the outer edge of the fourth portion 98. In other words, the fourth member 184 is along the fourth outer peripheral surface 94 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • the fourth member 184 may be located inside the fourth portion 98 in the direction perpendicular to the up-down direction Z. In other words, the fourth member 184 may be located inside the fourth outer circumferential surface 94 in the direction perpendicular to the up-down direction Z.
  • each of the first element part 31 and the second element part 32 of the first element 3 is provided on the main substrate 5.
  • the first element portion 31 is located between the first portion 95 of the first surface 11 and the third portion 97 of the second surface 21 .
  • the first element section 31 is located in the first gap section 171 (see FIG. 31).
  • the second element portion 32 is located between the second portion 96 of the first surface 11 and the fourth portion 98 of the second surface 21 .
  • the second element section 32 is located in the second gap section 172 (see FIG. 31).
  • the current line 8 is between the main substrate 5 and the second core part 20.
  • the first element section 31 is provided in a spiral shape when viewed in the first direction 101. Specifically, when viewed in the first direction 101, the first element portion 31 has a spiral shape formed on the same plane. When viewed in the first direction 101, the first element portion 31 overlaps each of the first portion 95 of the first surface 11 and the third portion 97 of the second surface 21. In other words, when viewed in the direction from the first portion 95 to the third portion 97, the first element portion 31 overlaps each of the first portion 95 of the first surface 11 and the third portion 97 of the second surface 21. There is.
  • the first element portion 31 When viewed in the first direction 101, the first element portion 31 is preferably located inside the outer edges of each of the first portion 95 and the third portion 97. From another viewpoint, it is preferable that the first element section 31 be located inside each of the first outer circumferential surface 91 and the third outer circumferential surface 93 when viewed in the first direction 101 . Preferably, the center of the first element portion 31 substantially coincides with the center of each of the first portion 95 and the third portion 97 when viewed in the first direction 101 .
  • the second element section 32 is provided in a spiral shape when viewed in the first direction 101.
  • the shape of the second element portion 32 is a spiral shape formed on the same plane.
  • the second element portion 32 overlaps each of the second portion 96 of the first surface 11 and the fourth portion 98 of the second surface 21.
  • the second element portion 32 overlaps each of the second portion 96 of the first surface 11 and the fourth portion 98 of the second surface 21.
  • the second element portion 32 When viewed in the first direction 101, the second element portion 32 is preferably located inside the outer edges of each of the second portion 96 and the fourth portion 98. From another perspective, it is preferable that the second element portion 32 be located inside each of the second outer circumferential surface 92 and the fourth outer circumferential surface 94 when viewed in the first direction 101 . Preferably, the center of the second element portion 32 substantially coincides with the center of each of the second portion 96 and the fourth portion 98 when viewed in the first direction 101 .
  • the detection area 85 includes a first detection section 88 and a second detection section 89.
  • the first detection portion 88 is a region of the main substrate 5 located inside the outer edge of the third portion 97 of the second surface 21 when viewed in the first direction 101 .
  • the first element section 31 is located within the first detection section 88 when viewed in the first direction 101 .
  • the second detection portion 89 is a region of the main substrate 5 located inside the outer edge of the fourth portion 98 of the second surface 21 when viewed in the first direction 101 .
  • the second detection section 89 is spaced apart from the first detection section 88.
  • the second element section 32 is located at the second detection section 89 when viewed in the first direction 101 .
  • the first core portion 10 may be located inside the outer edge of the main substrate 5 when viewed in the first direction 101.
  • the second core portion 20 may be located inside the outer edge of the main substrate 5 when viewed in the first direction 101.
  • FIG. 35 the hatched portion indicates the first element 3.
  • the cross section shown in FIG. 36 is parallel to each of the vertical direction Z and the horizontal direction X, and is a cross section that intersects each of the first wiring section 71 and the second wiring section 72.
  • the cross section shown in FIG. 37 is parallel to each of the vertical direction Z and the horizontal direction X, and intersects with the third wiring part 73.
  • the first element portion 31 has a fifth coil pattern portion 57, a fifth outer peripheral end portion 59, and a fifth inner peripheral end portion 58.
  • the fifth coil pattern section 57 is provided in a spiral shape.
  • the shape of the fifth coil pattern portion 57 is a spiral shape formed on the same plane.
  • the fifth coil pattern portion 57 has, for example, a clockwise spiral shape outward from the center.
  • the fifth outer peripheral end portion 59 is continuous with the fifth coil pattern portion 57.
  • the fifth inner peripheral end portion 58 is continuous with the fifth coil pattern portion 57.
  • the fifth inner peripheral end portion 58 is surrounded by the fifth coil pattern portion 57 .
  • the second element section 32 has a sixth coil pattern section 67, a sixth outer peripheral end 69, and a sixth inner peripheral end 68.
  • the sixth coil pattern section 67 is provided in a spiral shape.
  • the shape of the sixth coil pattern portion 67 is a spiral shape formed on the same plane.
  • the winding direction of the sixth coil pattern section 67 is the same as the winding direction of the fifth coil pattern section 57.
  • the sixth coil pattern portion 67 has, for example, a clockwise spiral shape outward from the center.
  • the sixth outer peripheral end portion 69 is continuous with the sixth coil pattern portion 67.
  • the sixth inner peripheral end portion 68 is continuous with the sixth coil pattern portion 67.
  • the sixth inner peripheral end portion 68 is surrounded by the sixth coil pattern portion 67 .
  • the first wiring section 71 When viewed in the first direction 101, a part of the first wiring section 71 overlaps with the second element section 32. When viewed in the first direction 101, a portion of the second wiring section 72 overlaps with the first element section 31. When viewed in the first direction 101, the third wiring section 73 intersects each of the first element section 31 and the second element section 32.
  • the first element section 31 and the second element section 32 are electrically connected in series. Specifically, the first element part 31 and the second element part 32 are connected so that the induced currents generated in each of the first element part 31 and the second element part 32 flow in the same direction. More specifically, the induced current generated in each of the first element section 31 and the second element section 32 flows, for example, in a direction from the second wiring section 72 to the first wiring section 71.
  • the second wiring section 72 includes a second wiring member 121 and a second connection member 122.
  • the second wiring member 121 is in contact with each of the first insulating film 41 and the third insulating film 43.
  • the second connection member 122 is connected to the second wiring member 121.
  • the second connecting member 122 is in contact with each of the fifth outer peripheral end 59 of the first element section 31 and the first insulating film 41 .
  • the second connection member 122 is located between the second wiring member 121 and the fifth outer peripheral end portion 59.
  • the first connection member 112 of the first wiring section 71 is in contact with each of the sixth outer peripheral end 69 of the second element section 32 and the first insulating film 41.
  • the first connecting member 112 is located between the first wiring member 111 and the sixth outer peripheral end 69.
  • the first insulating film 41 has a fifth inner peripheral surface 145 and a sixth inner peripheral surface 146.
  • the fifth inner circumferential surface 145 surrounds the first connecting member 112.
  • the sixth outer peripheral end 69 of the second element section 32 is exposed from the first insulating film 41 .
  • the fifth inner peripheral surface 145 forms a contact hole.
  • the sixth inner circumferential surface 146 surrounds the second connecting member 122. In the space surrounded by the sixth inner peripheral surface 146 , the fifth outer peripheral end 59 of the first element section 31 is exposed from the first insulating film 41 . In other words, the sixth inner peripheral surface 146 forms a contact hole.
  • the third wiring section 73 includes a third wiring member 131, a third connection member 132, and a fourth connection member 133.
  • the third wiring member 131 is in contact with each of the first insulating film 41 and the third insulating film 43.
  • the third connection member 132 is continuous with the third wiring member 131.
  • the third connecting member 132 is in contact with each of the fifth inner peripheral end portion 58 of the first element portion 31 and the first insulating film 41 .
  • the third connection member 132 is located between the third wiring member 131 and the fifth inner peripheral end portion 58.
  • the fourth connection member 133 is continuous with the third wiring member 131.
  • the fourth connecting member 133 is in contact with each of the sixth inner peripheral end portion 68 of the second element portion 32 and the first insulating film 41 .
  • the fourth connection member 133 is spaced apart from the third connection member 132.
  • the fourth connection member 133 is located between the third wiring member 131 and the sixth inner peripheral end 68.
  • the first insulating film 41 has a seventh inner peripheral surface 147 and an eighth inner peripheral surface 148.
  • the seventh inner circumferential surface 147 surrounds the third connecting member 132.
  • the fifth inner peripheral end 58 of the first element section 31 is exposed from the first insulating film 41 .
  • the seventh inner peripheral surface 147 forms a contact hole.
  • the eighth inner circumferential surface 148 surrounds the fourth connecting member 133. In the space surrounded by the eighth inner peripheral surface 148 , the sixth inner peripheral end 68 of the second element section 32 is exposed from the first insulating film 41 . In other words, the eighth inner peripheral surface 148 forms a contact hole.
  • leakage magnetic flux 109 is generated in the first detection section 88 and the second detection section 89.
  • the direction of the leakage magnetic flux 109 in the first detection section 88 is opposite to the direction of the leakage magnetic flux 109 in the second detection section 89.
  • the direction of the leakage magnetic flux 109 in the first detection unit 88 is, for example, the first direction 101.
  • the direction of the leakage magnetic flux 109 in the second detection unit 89 is, for example, the second direction 102.
  • the direction in which the induced current generated in the first element portion 31 flows is, for example, counterclockwise.
  • the direction in which the induced current generated in the second element portion 32 flows is, for example, clockwise. Note that in FIG. 38, the arrows schematically visualize and indicate the direction in which the induced current flows in the substrate structure 200.
  • the fifth inner peripheral end 58 of the first element section 31 and the sixth inner peripheral end 68 of the second element section 32 are connected. Therefore, the induced current generated in the first element section 31 and the induced current generated in the second element section 32 flow in the direction from the second wiring section 72 toward the first wiring section 71. As a result, the induced electromotive force generated in the first element section 31 and the induced electromotive force generated in the second element section 32 are added together. The added induced electromotive force is sent to the measurement circuit 50 as a voltage signal. From another point of view, the sensitivity to time changes in the magnetic flux density in the first element 3 can be improved. As a result, the detection accuracy and detection sensitivity of current sensor 100 can be improved more effectively.
  • Embodiment 8 Next, the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 8 will be described with reference to FIGS. 39 to 43.
  • the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 8 differs from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 1 mainly in that first element 3 has second coil pattern section 27. , and other points are substantially the same as the configuration of current sensor 100 according to the first embodiment.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 1 will be mainly explained.
  • FIG. 40 is a schematic plan view showing a state in which the positions of the second coil pattern portion 27, the second inner circumferential end portion 28, and the second outer circumferential end portion 29 are shifted.
  • the arrow shown in FIG. 40 indicates that each portion of the second coil pattern portion 27, the second inner peripheral end 28, and the second outer peripheral end 29 at the base of the arrow is arranged at the tip of the arrow. It shows.
  • hatched portions indicate the first coil pattern portion 17, the first inner peripheral end 18, and the first outer peripheral end 19.
  • the first element 3 further includes a second coil pattern portion 27, a second inner peripheral end 28, and a second outer peripheral end 29.
  • the second coil pattern section 27 is provided in a spiral shape.
  • the shape of the second coil pattern portion 27 is a spiral shape formed on the same plane.
  • the winding direction of the second coil pattern section 27 is opposite to the winding direction of the first coil pattern section 17.
  • the second coil pattern portion 27 has a counterclockwise spiral shape outward from the center, for example.
  • the second coil pattern section 27 When viewed in the first direction 101, the second coil pattern section 27 has a portion that does not overlap with the first coil pattern section 17. When viewed in the first direction 101, the ratio of the area of the portion of the second coil pattern section 27 that does not overlap with the first coil pattern section 17 to the area of the entire second coil pattern section 27 is, for example, 90% or more.
  • the second outer peripheral end portion 29 is continuous with the second coil pattern portion 27. When viewed in the first direction 101, the second outer peripheral end portion 29 overlaps the first wiring portion 71. The second outer peripheral end portion 29 is electrically connected to the first wiring portion 71 .
  • the second inner circumferential end portion 28 is continuous with the second coil pattern portion 27 .
  • the second inner peripheral end portion 28 is surrounded by the second coil pattern portion 27 . When viewed in the first direction 101, the second inner peripheral end 28 overlaps the first inner peripheral end 18. The second inner peripheral end 28 is electrically connected to the first inner peripheral end 18.
  • the first element 3 has a first connection portion 26.
  • the first connecting portion 26 electrically connects the first coil pattern portion 17 and the second coil pattern portion 27 in series.
  • the first connecting portion 26 is continuous with the second inner circumferential end portion 28 .
  • the first connecting portion 26 is in contact with each of the first inner peripheral end portion 18 and the first insulating film 41 .
  • the first connecting portion 26 is between the first inner circumferential end 18 and the second inner circumferential end 28 .
  • the first connecting portion 26 is surrounded by the first inner circumferential surface 141 .
  • the second coil pattern portion 27 is in contact with each of the first insulating film 41 and the third insulating film 43.
  • the first insulating film 41 is present between the first coil pattern section 17 and the second coil pattern section 27 . From another perspective, the first insulating film 41 separates the first coil pattern section 17 and the second coil pattern section 27.
  • a fourth insulating film 44 is provided on the third insulating film 43 .
  • the fourth insulating film 44 is made of the same material as the first insulating film 41, for example.
  • the first insulating film 41 has a ninth inner peripheral surface 149.
  • the ninth inner circumferential surface 149 surrounds the second connecting member 122.
  • the first outer peripheral end 19 of the first element 3 is exposed from the first insulating film 41 .
  • the ninth inner peripheral surface 149 forms a contact hole.
  • the third insulating film 43 has a tenth inner peripheral surface 150 and an eleventh inner peripheral surface 151.
  • the tenth inner circumferential surface 150 surrounds the second connecting member 122.
  • the second wiring member 121 is exposed from the third insulating film 43.
  • the tenth inner peripheral surface 150 forms a contact hole.
  • the eleventh inner circumferential surface 151 surrounds the first connecting member 112. In the space surrounded by the eleventh inner peripheral surface 151 , the second outer peripheral end 29 of the first element 3 is exposed from the third insulating film 43 . In other words, the eleventh inner peripheral surface 151 forms a contact hole.
  • the fourth insulating film 44 covers each of the first wiring section 71 and the second wiring section 72.
  • FIG. 43 is an enlarged schematic cross-sectional view of the periphery of the first element 3 of the current sensor 100 according to the eighth embodiment.
  • the cross section shown in FIG. 43 is parallel to each of the vertical direction Z and the horizontal direction X, and intersects each of the first coil pattern section 17 and the second coil pattern section 27.
  • the second coil pattern section 27 is located between the first coil pattern section 17 and the first surface 11.
  • the first coil pattern section 17 is located between the second coil pattern section 27 and the second surface 21 .
  • Each of the second coil pattern portion 27, the second inner circumferential end portion 28, and the second outer circumferential end portion 29 is formed using, for example, a photolithography process. Since the main substrate 5 is made of glass, the second coil pattern portion 27, the second inner circumferential end portion 28, and the second outer circumferential end portion 29 can be easily formed using a photolithography process.
  • the first insulating film 41 separates the first coil pattern section 17 and the second coil pattern section 27.
  • the second coil pattern section 27 has a portion that does not overlap with the first coil pattern section 17. Therefore, compared to the part of the second coil pattern part 27 that overlaps with the first coil pattern part 17, the part of the second coil pattern part 27 that does not overlap with the first coil pattern part 17 is The distance from section 17 is large. Therefore, the insulation between the first coil pattern section 17 and the second coil pattern section 27 can be improved. Thereby, the defect rate of the current sensor 100 can be reduced.
  • the first element 3 may have a multilayer coil pattern of three or more layers.
  • the first element 3 of the current sensor 100 according to each of Embodiments 2 to 7 may have a multilayer coil pattern.
  • Embodiment 9 the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 9 will be described with reference to FIGS. 44 and 45.
  • the current sensor 100 according to Embodiment 9 differs from the current sensor 100 according to Embodiment 5 mainly in that the second element 4 has a fourth coil pattern section 47. Other points are substantially the same as the configuration of current sensor 100 according to the fifth embodiment.
  • the differences from the configuration of current sensor 100 according to Embodiment 5 will be mainly explained.
  • FIG. 44 is an enlarged schematic cross-sectional view of the periphery of the first element 3 of the current sensor 100 according to the ninth embodiment.
  • the cross section shown in FIG. 44 is parallel to each of the vertical direction Z and the horizontal direction X, and is a cross section that intersects each of the first element 3 and the second element 4.
  • the substrate structure 200 has a fifth insulating film 45.
  • the fifth insulating film 45 is in contact with each of the second insulating film 42 and the third insulating film 43.
  • the second element 4 has a fourth coil pattern section 47 , a fourth inner peripheral end section 48 , and a second connection section 46 .
  • the fourth coil pattern section 47 is located between the third coil pattern section 37 and the second surface 21.
  • the fourth coil pattern section 47 is in contact with each of the second insulating film 42 and the fifth insulating film 45.
  • the second insulating film 42 is located between the third coil pattern section 37 and the fourth coil pattern section 47 . From another perspective, the second insulating film 42 separates the third coil pattern section 37 and the fourth coil pattern section 47.
  • the fifth insulating film 45 covers the fourth coil pattern section 47.
  • the configuration of the first element 3 is substantially the same as the configuration of the first element 3 of the current sensor 100 according to the eighth embodiment.
  • FIG. 45 is a schematic plan view schematically showing the configuration of the second element 4 as seen in the first direction 101.
  • hatched portions indicate the fourth coil pattern portion 47, the fourth outer circumferential end portion 49, and the fourth inner circumferential end portion 48.
  • FIG. 45 is a schematic plan view schematically showing the configuration of the second element 4 as seen in the first direction 101.
  • hatched portions indicate the fourth coil pattern portion 47, the fourth outer circumferential end portion 49, and the fourth inner circumferential end portion 48.
  • the second connection portion 46 electrically connects the third coil pattern portion 37 and the fourth coil pattern portion 47 in series.
  • the second connecting portion 46 is continuous with the fourth inner circumferential end portion 48 .
  • the second connecting portion 46 is in contact with the third inner peripheral end portion 38 .
  • the second element 4 has a fourth outer peripheral end 49.
  • the fourth outer peripheral end portion 49 is continuous with the fourth coil pattern portion 47 .
  • the fourth inner peripheral end portion 48 is continuous with the fourth coil pattern portion 47 .
  • the fourth coil pattern section 47 has a portion that does not overlap with the third coil pattern section 37.
  • the ratio of the area of the portion of the fourth coil pattern section 47 that does not overlap with the third coil pattern section 37 to the area of the entire fourth coil pattern section 47 is, for example, 90% or more.
  • the second insulating film 42 separates the third coil pattern section 37 and the fourth coil pattern section 47.
  • the fourth coil pattern section 47 has a portion that does not overlap with the third coil pattern section 37. Therefore, compared to the portion of the fourth coil pattern portion 47 that overlaps with the third coil pattern portion 37, the portion of the fourth coil pattern portion 47 that does not overlap with the third coil pattern portion 37 is The distance from section 37 is large. Therefore, the insulation between the third coil pattern section 37 and the fourth coil pattern section 47 can be improved. Thereby, the defect rate of the current sensor 100 can be reduced.

Abstract

電流センサ(100)は、電流線(8)と、磁気コア(1)と、主基板(5)とを有している。磁気コア(1)において、ギャップ(2)が設けられている。主基板(5)は、ギャップ(2)に配置されている。磁気コア(1)は、第1面(11)と、第2面(21)とを有している。第2面(21)は、第1面(11)に対面している。ギャップ(2)は、第1面(11)と第2面(21)との間に形成されている。磁気コア(1)とギャップ(2)とは、電流線(8)を取り囲んでいる。主基板(5)において、第1素子(3)が設けられている。第1素子(3)は、電流線(8)に流れる電流によって生じる磁束を検出する。第1面(11)から第2面(21)に向かう方向に見て、第1素子(3)は、第1面(11)および第2面(21)の各々と重なっている。主基板(5)は、透光性の材料によって構成されている。

Description

電流センサ
 本開示は、電流センサに関する。
 電流線に流れる大電流を測定するための安価な電流センサとして、変流器(カレントトランス。CT:Current Transformer)方式を用いた電流センサがある。CT方式を用いた電流センサによれば、磁気コアに検出コイル(2次電流線)が巻き付けられている。磁気コアは、電流線(1次電流線)を取り囲んでいる。電流線を流れる電流に起因して、磁気コア内において磁束変化が生じる。これによって検出コイルにおいて誘導電圧が生じる。誘導電圧を測定することによって、電流センサは、電流線を流れる電流の電流値を測定する。しかしながら、検出コイルが磁気コアに直接巻き付けられている場合、電流線に大電流が流された際に、電流センサは、磁気コアにおける磁気飽和の影響を直接的に受けやすい。このため、電流センサにおける電流値の測定誤差が大きくなる。そこで、磁気コアの一部にギャップを設け、ギャップ内に配置されたコイルパターン等の素子を用いて、ギャップにおける漏れ磁束に起因する誘導電圧を測定する電流センサが考案されている。このような電流センサの一例として、特開2010-48755号公報(特許文献1)には、主基板と、コイルパターンとを有している電流センサが開示されている。
特開2010-48755号公報
 上記電流センサでは、ギャップを形成する磁気コアの面の内、コイルパターンと対面する磁気コアの面と、コイルパターンとの間で位置合わせが行われる。しかしながら、主基板に対してコイルパターンの反対側にある磁気コアの面とコイルパターンとの間の位置合わせを行うことが困難である。このため、ギャップを形成する面と、コイルパターンとの間で位置ずれが生じることがある。位置ずれが生じた場合、電流センサの検出感度が低下するおそれがある。
 本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出感度の高い電流センサを提供することである。
 本開示に係る電流センサは、電流線と、磁気コアと、主基板とを備えている。磁気コアにおいて、ギャップが設けられている。主基板は、ギャップに配置されている。磁気コアは、第1面と、第2面とを有している。第2面は、第1面に対面している。ギャップは、第1面と第2面との間に形成されている。磁気コアとギャップとは、電流線を取り囲んでいる。主基板において、第1素子が設けられている。第1素子は、電流線に流れる電流によって生じる磁束を検出する。第1面から第2面に向かう方向に見て、第1素子は、第1面および第2面の各々と重なっている。主基板は、透光性の材料によって構成されている。
 本開示に係る電流センサによれば、主基板は透光性の材料によって構成されている。このため、主基板に対して第1素子の反対側にある磁気コアの面と第1素子との間の位置合わせを行うことができる。これによって、検出感度の高い電流センサを提供することができる。
実施の形態1に係る電流センサの構成を概略的に示す斜視模式図である。 実施の形態1に係る磁気コアおよび電流線の各々の構成を概略的に示す正面模式図である。 実施の形態1に係る電流センサの構成を概略的に示す断面模式図である。 実施の形態1に係る電流センサの構成を概略的に示す第1平面模式図である。 実施の形態1に係る電流センサの構成を概略的に示す第2平面模式図である。 実施の形態1に係る基板構造体の構成を概略的に示す拡大平面模式図である。 図6のVII-VII線に沿う拡大断面模式図である。 実施の形態1に係る電流センサの製造方法を概略的に示すフロー図である。 実施の形態1に係る基板構造体作製工程を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態1に係る組立工程を概略的に示す断面模式図である。 実施の形態1に係る電流センサの電流線に電流が流れている状態を概略的に示す断面模式図である。 実施の形態1の変形例に係る電流センサの構成を概略的に示す断面模式図である。 実施の形態2に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大平面模式図である。 実施の形態3に係る電流センサの構成を概略的に示す斜視模式図である。 実施の形態3に係る電流センサの構成を概略的に示す平面模式図である。 図15のXVI-XVI線に沿う断面模式図である。 実施の形態4に係る電流センサの構成を概略的に示す断面模式図である。 実施の形態5に係る電流センサの構成を概略的に示す断面模式図である。 実施の形態5に係る基板構造体の構成を概略的に示す拡大平面模式図である。 実施の形態5に係る基板構造体における第1素子と第2素子との間の位置関係を概略的に示す拡大平面模式図である。 図19のXXI-XXI線に沿う拡大断面模式図である。 図19のXXII-XXII線に沿う拡大断面模式図である。 実施の形態6に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態4に係る電流センサにおける電流線に電流が流れている状態を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態6に係る電流センサにおける電流線に電流が流れている状態を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態6の第1変形例に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態6の第2変形例に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態6の第3変形例に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態6の第4変形例に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態7に係る電流センサの構成を概略的に示す斜視模式図である。 実施の形態7に係る磁気コアおよび電流線の各々の構成を概略的に示す正面模式図である。 実施の形態7に係る電流センサの構成を概略的に示す断面模式図である。 実施の形態7に係る電流センサの構成を概略的に示す第1平面模式図である。 実施の形態7に係る電流センサの構成を概略的に示す第2平面模式図である。 実施の形態7に係る基板構造体の構成を概略的に示す拡大平面模式図である。 図35のXXXVI-XXXVI線に沿う拡大断面模式図である。 図35のXXXVII-XXXVII線に沿う拡大断面模式図である。 実施の形態7に係る電流センサの電流線に電流が流れている際の基板構造体の状態を概略的に示す拡大平面模式図である。 実施の形態8に係る基板構造体の構成を概略的に示す拡大平面模式図である。 実施の形態8に係る基板構造体における第1コイルパターン部と第2コイルパターン部との間の位置関係を概略的に示す平面模式図である。 図39のXXXXI-XXXXI線に沿う拡大断面模式図である。 図39のXXXXII-XXXXII線に沿う拡大断面模式図である。 実施の形態8に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態9に係る電流センサの構成を概略的に示す拡大断面模式図である。 実施の形態9に係る第2素子の構成を概略的に示す平面模式図である。
 以下に本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。本開示は以下の説明に限定されるものではなく、磁気コアの形状、第1素子および接続配線の形状、主基板における第1素子、接続配線および測定回路の配設位置等は、一例であってこれらに限定されるものではない。また、図面に示されている各構成要素の大きさ(縦横比)、数(巻線の巻数)、位置関係(上下左右)および範囲等は、わかりやすくするために、実際の大きさ、数、位置関係および範囲等を正確に表していない場合がある。したがって、本開示は、必ずしも図面に示されている各構成要素の大きさ、数、位置関係および範囲等に限定されるものではない。
 なお、本開示の全ての図面において、同一部分や実質的に同一の機能を有する部分の構成要素には、原則として同一の符号を付している。また、本開示の図面は電流センサの主構成である電流検出部を示したものであり、本開示の全ての図面において、実際の用途に応じて実装される部材およびパッケージ筐体等は省略されている。
 実施の形態1.
 (電流センサの構成)
 図1から図5を参照して、実施の形態1に係る電流センサ100の構成について説明する。
 図1に示されるように、電流センサ100は、磁気コア1と、基板構造体200と、電流線8と、基板固定部80とを主に有している。電流線8は、電流の流路としての機能を有している。以下、電流線8に流される電流を被測定電流とも称する。磁気コア1は、被測定電流によって生じる磁束を増幅させる。基板構造体200は、被測定電流によって生じる磁束に基づいて、被測定電流の電流値または被測定電流の電力量を計測する。基板固定部80は、基板構造体200を固定している。
 磁気コア1は、たとえば第1コア部10と、第2コア部20とによって構成されている。第1コア部10は、第2コア部20上にある。第1コア部10と第2コア部20とは、基板固定部80および基板構造体200を挟んでいる。
 電流線8は、第1コア部10と第2コア部20との間にある。電流線8は、第1コア部10および第2コア部20の各々から離間している。電流線8の延在する方向は、前後方向Yとされる。
 基板構造体200は、主基板5と、第1絶縁膜41と、第3絶縁膜43と、第1素子3と、測定回路50と、接続配線7とを有している。第1絶縁膜41は、主基板5上に設けられている。第3絶縁膜43は、第1絶縁膜41上に設けられている。基板構造体200の内部において、第1素子3と、接続配線7と、測定回路50とが設けられている。
 第1素子3は、電流線8に流れる電流によって生じる磁束を検出する。具体的には、第1素子3に囲まれた空間における磁束密度の時間変化によって、誘導起電力が電圧信号として第1素子3に生じる。接続配線7は、第1素子3に接続されている。測定回路50は、接続配線7に接続されている。測定回路50は、接続配線7を介して第1素子3に接続されている。測定回路50は、第1素子3から送られた信号を処理する。具体的には、接続配線7を介して第1素子3から測定回路50へ、電圧信号が送られる。測定回路50は、電圧信号に基づいて、被測定電流の電流値または被測定電流の電力量を計測する。
 接続配線7は、第1配線部71と、第2配線部72とを有している。第2配線部72は、第1配線部71から離間している。第1配線部71および第2配線部72の各々は、第1素子3と測定回路50とを電気的に接続している。
 図2に示されるように、磁気コア1において、ギャップ2が設けられている。ギャップ2は、第1コア部10と第2コア部20との間に形成されている。磁気コア1とギャップ2とは、電流線8を取り囲んでいる。別の観点から言えば、磁気コア1とギャップ2によって構成される環状領域は、電流線8を取り囲んでいる。第1コア部10から第2コア部20に向かう方向に平行な方向は、上下方向Zとされる。上下方向Zは、前後方向Yに垂直な方向である。第1コア部10から第2コア部20に向かう方向は、第1方向101とされる。第2コア部20から第1コア部10に向かう方向は、第2方向102とされる。
 第1コア部10は、第1コア部材12と、第1凸部13と、第2凸部14とによって構成されている。第1コア部材12の形状は、たとえば直方体状である。第1コア部材12の延在する方向は、左右方向Xとされる。左右方向Xは、上下方向Zおよび前後方向Yの各々に垂直な方向である。
 第1凸部13は、第1コア部材12に連なっている。第1凸部13は、第1コア部材12から第1方向101に延びている。第2凸部14は、第1コア部材12に連なっている。第2凸部14は、第1凸部13から離間している。第2凸部14は、第1コア部材12から第1方向101に延びている。
 第2コア部20は、第2コア部材22と、第3凸部23と、第4凸部24とを有している。第2コア部材22の形状は、たとえば直方体状である。第2コア部材22の延在する方向は、第1コア部材12の延在する方向と実質的に平行であってもよい。
 第3凸部23は、第2コア部材22に連なっている。第3凸部23は、第2コア部材22から第2方向102に延びている。第3凸部23は、第1凸部13と対面している。第3凸部23は、第1凸部13から離間している。第4凸部24は、第2コア部材22に連なっている。第4凸部24は、第3凸部23から離間している。第4凸部24は、第2コア部材22から第2方向102に延びている。第4凸部24は、第2凸部14に接している。
 第1コア部10は、第1面11と、第1外周面91と、第1接着面15と、第2外周面92とを有している。第1面11および第1外周面91の各々は、第1凸部13によって形成されている。第1面11は、第2コア部20に対面している。第1面11は、たとえば上下方向Zに垂直な方向に沿って延在している。第1外周面91は、第1面11に連なっている。第1外周面91は、たとえば上下方向Zに沿って延在している。
 第1接着面15および第2外周面92の各々は、第2凸部14によって形成されている。第1接着面15において、第1コア部10と第2コア部20とは接している。第1接着面15は、たとえば上下方向Zに垂直な方向に沿って延在している。上下方向Zにおいて、第1接着面15は、第1面11に対して第1方向101側にある。第2外周面92は、第1接着面15に連なっている。第2外周面92は、たとえば上下方向Zに沿って延在している。
 第2コア部20は、第2面21と、第3外周面93と、第2接着面25と、第4外周面94とを有している。第2面21および第3外周面93の各々は、第3凸部23によって形成されている。第2面21は、第1面11に対面している。第1面11から第2面21に向かう方向は、第1方向101である。第2面21から第1面11に向かう方向は、第2方向102である。第2面21は、たとえば上下方向Zに垂直な方向に沿って延在している。第1面11と第2面21との間において、ギャップ2が形成されている。第3外周面93は、第2面21に連なっている。第3外周面93は、たとえば上下方向Zに沿って延在している。
 第2接着面25および第4外周面94の各々は、第4凸部24によって形成されている。第2接着面25において、第1コア部10と第2コア部20とは接している。第2接着面25は、たとえば上下方向Zに垂直な方向に沿って延在している。上下方向Zにおいて、第2接着面25は、第2面21に対して第2方向102側にある。第4外周面94は、第2接着面25に連なっている。第4外周面94は、たとえば上下方向Zに沿って延在している。
 第1接着面15と第2接着面25との間において、第1コア部10と第2コア部20とは、図示されていない接着剤によって接着されていてもよい。具体的には、第1接着面15と第2接着面25とが互いに接しつつ、第1接着面15と第2接着面25との間の微少な隙間に接着剤が入り込むことによって、第1コア部10と第2コア部20とが接着されていてもよい。言い換えれば、第1接着面15と第2接着面25との間に接着剤が設けられていてもよい。接着剤は、たとえば樹脂系接着剤である。
 第1コア部10および第2コア部20の各々は、酸化鉄(Fe23)系材料等の軟磁性体材料によって構成されている。具体的には、第1コア部10および第2コア部20の各々は、たとえばスピネル型のマンガン亜鉛(MnZn)フェライトによって構成されている。第1コア部10および第2コア部20の各々は、互いに同じ材料によって構成されていることが好ましい。磁気コア1の比透磁率(μr)は、たとえば10以上5000以下である。磁気コア1の比透磁率は、好ましくは100以上である。磁気コア1の飽和磁束密度(Bs)は、たとえば0.4T以上0.6T以下である。
 図3は、上下方向Zおよび左右方向Xの各々に平行であり且つ第1素子3に交差する断面を示す断面模式図である。図3に示されるように、基板固定部80は、第1基板固定部材81と、第2基板固定部材82とを有している。第1基板固定部材81は、第1面11と第2面21との間にある。言い換えれば、第1基板固定部材81は、ギャップ2(図2参照)に配置されている。第1基板固定部材81は、第1面11に接していてもよい。上下方向Zに垂直な方向において、第1基板固定部材81は、第1面11の外縁に沿っている。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第1基板固定部材81は、第1外周面91に沿っている。上下方向Zに垂直な方向において、第1基板固定部材81は、第1面11の外縁の内側にあってもよい。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第1基板固定部材81は、第1外周面91の内側にあってもよい。
 第2基板固定部材82は、第1基板固定部材81と第2面21との間にある。言い換えれば、第2基板固定部材82は、ギャップ2(図2参照)に配置されている。第2基板固定部材82は、第2面21に接していてもよい。第2基板固定部材82は、第1基板固定部材81に対面している。上下方向Zに垂直な方向において、第2基板固定部材82は、第2面21の外縁に沿っている。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第2基板固定部材82は、第3外周面93に沿っている。上下方向Zに垂直な方向において、第2基板固定部材82は、第2面21の外縁の内側にあってもよい。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第2基板固定部材82は、第3外周面93の内側にあってもよい。
 第1基板固定部材81および第2基板固定部材82の各々は、非磁性体材料によって構成されている。第1基板固定部材81および第2基板固定部材82の各々は、透光性を有していてもよい。具体的には、第1基板固定部材81および第2基板固定部材82の各々は、ガラスまたはプラスチック等の透光性材料によって構成されていてもよい。第1基板固定部材81および第2基板固定部材82の各々は透明であってもよい。
 図3に示されるように、上下方向Zにおいて、基板構造体200は、第1基板固定部材81と第2基板固定部材82との間にある。言い換えれば、基板構造体200は、ギャップ2(図2参照)に配置されている。別の観点から言えば、主基板5は、ギャップ2に配置されている。主基板5は、第2基板固定部材82に接している。主基板5は、第1主面51と、第2主面52とを有している。第1主面51は、主基板5の表面である。第2主面52は、第1主面51の反対側にある。第2主面52は、主基板5の裏面である。第2主面52において、主基板5は、第2基板固定部材82に接している。主基板5は、上下方向Zに垂直な方向に延在している。
 主基板5は、透光性の材料によって構成されている。主基板5は、たとえばガラスによって構成されている。具体的には、主基板5は、アルカリ金属元素を含まないガラスによって構成されている。より具体的には、主基板5は、たとえば非晶質の無アルカリガラスまたはホウ珪酸ガラスによって構成されている。主基板5は透明であってもよい。
 主基板5において、第1素子3が設けられている。具体的には、主基板5の第1主面51上において、第1素子3が設けられている。第1素子3は、第1主面51に接している。第1素子3は、第1基板固定部材81と第2基板固定部材82との間にある。第1素子3は、第1面11と第2面21との間にある。第1素子3は、ギャップ2(図2参照)にある。
 主基板5において、測定回路50が設けられている。具体的には、主基板5の第1主面51上において、測定回路50が設けられている。測定回路50は、第1主面51に接している。第1配線部71は、第1素子3に接している。上下方向Zにおいて、第1配線部71は、第1素子3と第1基板固定部材81との間にある。
 第1絶縁膜41は、第1主面51、第1素子3、測定回路50および第1配線部71の各々に接している。第1素子3は、主基板5と第1絶縁膜41との間にある。測定回路50は、主基板5と第1絶縁膜41との間にある。上下方向Zにおいて、第1絶縁膜41は、主基板5と第1基板固定部材81との間にある。第1絶縁膜41は、透光性の材料によって構成されている。第1絶縁膜41は、透明であってもよい。
 第3絶縁膜43は、第1絶縁膜41に対して主基板5の反対側にある。別の観点から言えば、第1絶縁膜41は、主基板5と第3絶縁膜43との間にある。第3絶縁膜43は、第1絶縁膜41、第1配線部71および第1基板固定部材81の各々に接している。上下方向Zにおいて、第3絶縁膜43は、第1絶縁膜41と第1基板固定部材81との間にある。第3絶縁膜43は、透光性の材料によって構成されている。第3絶縁膜43は、透明であってもよい。第3絶縁膜43は、たとえば第1絶縁膜41と同じ材料によって構成されている。
 図4は、第1方向101に見た電流センサ100の構成を示す第1平面模式図である。説明の便宜のため、図4において、第1絶縁膜41、第3絶縁膜43および基板固定部80の各々は図示されていない。図5は、第1方向101に見た電流センサ100の構成を概略的に示す第2平面模式図である。説明の便宜のため、図5において、第1コア部10、基板固定部80、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は図示されていない。
 図4および図5に示されるように、第1素子3は、たとえばコイルパターンである。第1方向101に見て、第1素子3は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第1素子3の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。図4および図5の各々において、斜線が付されている部分は、第1素子3を示している。第1方向101に見て、第1素子3は、第1コア部10の第1面11および第2コア部20の第2面21の各々に重なっている。第1方向101に見て、第1素子3は、第1面11および第2面21の各々の外縁の内側にあることが好ましい。別の観点から言えば、第1方向101に見て、第1素子3は、第1外周面91および第3外周面93の各々の内側にあることが好ましい。第1方向101に見て、第1素子3の中心は、第1面11および第2面21の各々の中心と実質的に一致していることが好ましい。
 図4および図5に示されるように、第1方向101に見て、測定回路50は、第1面11および第2面21の各々の外側にある。別の観点から言えば、第1方向101に見て、測定回路50は、ギャップ2(図2参照)の外側にある。第1方向101に見て、測定回路50は、第1外周面91および第3外周面93の各々の外側にある。
 図4および図5に示されるように、主基板5は、検出領域85と、外周領域86とを有している。検出領域85は、第1方向101に見て第2面21の外縁の内側にある主基板5の領域である。外周領域86は、検出領域85に連なっている。外周領域86は、第1方向101に見て第2面21の外側にある主基板5の領域である。第1方向101に見て、第1素子3は、検出領域85内にある。第1方向101に見て、測定回路50は、外周領域86内にある。
 左右方向Xにおいて、主基板5の端部は、第1外周面91よりも第2外周面92側に位置していてもよい。左右方向Xにおいて、主基板5の端部は、第3外周面93よりも第4外周面94側に位置していてもよい。
 (基板構造体の構成)
 次に、図6および図7を参照して、実施の形態1に係る基板構造体200の構成について説明する。なお、説明の便宜のため、図6において、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は図示されていない。
 図6に示されるように、第1素子3は、第1コイルパターン部17と、第1外周端部19と、第1内周端部18とを有している。第1方向101に見て、第1コイルパターン部17は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第1コイルパターン部17の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。第1外周端部19は、第1コイルパターン部17に連なっている。第1内周端部18は、第1コイルパターン部17に連なっている。第1内周端部18は、第1コイルパターン部17に取り囲まれている。
 第1素子3は、たとえば銅(Cu)、アルミニウム(Al)、Cuを主成分とする合金またはAlを主成分とする合金によって構成されている。なお、本明細書において、主成分とは、合金に含まれる元素の内、最も重量が大きい元素を意味している。第1素子3は、磁束を吸収しないように、常磁性または非磁性の材料によって構成されていることが好ましい。第1素子3は、電気抵抗の低い導電材料によって構成されていることが好ましい。第1素子3の比抵抗値は、たとえば5μΩ・cm以下である。
 図6に示されるように、第1方向101に見て、第1配線部71の一部は、第1素子3と重なっている。第1配線部71は、第1素子3の第1内周端部18に接続されている。第1方向101に見て、第1配線部71は、第1素子3と交差している。具体的には、第1配線部71は、第1素子3の上方において、第1内周端部18から、主基板5の外周領域86に向かって延びている。
 第1配線部71は、たとえば導電性を有し且つ透光性を有している材料によって構成されている。具体的には、第1配線部71は、たとえば多結晶酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)によって構成されている。言い換えれば、第1配線部71は、たとえば酸化インジウム(In23)と酸化スズ(SnO2)とによって構成されている。第1配線部71において、第1配線部71全体の重量に対するIn23の重量の比率は、たとえば90%である。第1配線部71において、第1配線部71全体の重量に対するSnO2の重量の比率は、たとえば10%である。第1配線部71の比抵抗値は、たとえば200μΩ・cmである。第1配線部71の可視光に対する透光性は、たとえば80%以上である。
 第2配線部72は、第1素子3の第1外周端部19に連なっている。第2配線部72は、たとえば第1素子3と同じ材料によって構成されている。
 図7は、上下方向Zおよび左右方向Xに平行であり且つ第1素子3と交差する断面を示す拡大断面模式図である。図7に示されるように、上下方向Zにおける主基板5の厚みは、厚みHとされる。厚みHは、たとえば0.6mmである。厚みHは、たとえば0.1mm以上であってもよいし、0.3mm以上であってもよいし、0.4mm以上であってもよい。厚みHの上限は、ウエハプロセス上の制約または電流センサ100の寸法上の制約に基づいて、適宜設定される。具体的には、厚みHの上限は、たとえば2mm以下である。上下方向Zにおける第1素子3の厚みは、たとえば200nmである。
 第1配線部71は、第1接続部材112と、第1配線部材111とを有している。第1接続部材112は、第1絶縁膜41および第1素子3の第1内周端部18の各々に接している。上下方向Zにおける第1接続部材112の厚みは、たとえば200nmである。第1配線部材111は、第1接続部材112に連なっている。第1接続部材112は、第1配線部材111と第1内周端部18との間にある。上下方向Zにおける第1配線部材111の厚みは、たとえば100nmである。第2配線部72は、主基板5の第1主面51上に設けられている。
 第1絶縁膜41は、第1素子3を保護している。第1絶縁膜41は、たとえば酸化シリコン(SiO2)または窒化シリコン(Si34)によって構成されている。第1素子3を保護するという点において、第1絶縁膜41は、緻密性および被覆性能の高いSi34によって構成されていることが好ましい。第1絶縁膜41は、SiO2膜とSi34膜との積層構造を有していてもよい。上下方向Zにおける第1絶縁膜41の厚みは、たとえば400nmである。
 図7に示されるように、第1絶縁膜41は、第1内周面141を有している。第1内周面141において、第1絶縁膜41は、第1接続部材112に接している。第1内周面141は、第1接続部材112を取り囲んでいる。第1内周面141に囲まれた空間において、第1素子3の第1内周端部18は、第1絶縁膜41から露出している。言い換えれば、第1内周面141は、コンタクトホールを形成している。
 第3絶縁膜43は、第1配線部71を保護している。第3絶縁膜43は、たとえば第1絶縁膜41と同じ材料によって構成されている。上下方向Zにおける第3絶縁膜43の厚みは、たとえば400nmである。
 (電流センサの製造方法)
 次に、図8から図10を参照して、電流センサ100の製造方法について説明する。
 図8に示されるように、実施の形態1に係る電流センサ100の製造方法は、基板構造体作製工程(S10)と、組立工程(S20)とを主に有している。
 まず、基板構造体作製工程(S10)が実施される。図9は、主基板5上に第1素子3および第1絶縁膜41の各々が形成されている状態を示す断面模式図である。図9に示される断面模式図は、図7に示される断面模式図に対応している。主基板5が洗浄される。スパッタリング法を用いて、主基板5の第1主面51上に第1導電膜が形成される。第1導電膜は、たとえばCuによって構成されている。スパッタリング法において、たとえばアルゴン(Ar)ガスが用いられる。上下方向Zにおける第1導電膜の厚みは、たとえば200nmとされる。第1導電膜の比抵抗値は、たとえば2.2μΩ・cmとされる。
 写真製版技術を用いて、第1導電膜上にフォトレジストパターンが形成される。フォトレジストパターンは、第1導電膜をエッチングする際のマスクとしての機能を有している。たとえばイオンビームエッチング(IBE:Ion Beam Etching)法を用いて、第1導電膜がエッチングされる。フォトレジストパターンが除去される。以上のように、第1導電膜がエッチングされることによって、主基板5の第1主面51上に、第1素子3および第2配線部72の各々が形成される。
 化学気相蒸着(CVD:Chemical Vapor Deposition)法を用いて、第1素子3、第2配線部72および主基板5の第1主面51の各々の上に、第1絶縁膜41が形成される。次に、第1絶縁膜41がエッチングされる。第1絶縁膜41のエッチングにおいて、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)法が用いられる。RIE法におけるエッチングガスとして、たとえばフッ素(F)、六フッ化硫黄(SF6)または四フッ化炭素(CF4)等を含むガスが用いられる。これによって、第1内周面141が形成される。図9に示されるように、第1内周面141は、コンタクトホール99を形成している。コンタクトホール99において、第1素子3の第1内周端部18が露出している。
 スパッタリング法を用いて、第1素子3の第1内周端部18および第1絶縁膜41の各々の上に、第2導電膜が形成される。第2導電膜を形成するスパッタリング法においては、たとえばArおよび水素原子(H)を含むガスが用いられる。具体的には、水素(H2)ガスまたは水蒸気(H2O)とArとを混合したガスが、スパッタリング法に用いられる。第2導電膜は、たとえば非晶質状態のITOによって構成されている。言い換えれば、第2導電膜は、アモルファスITOによって構成されている。
 次に、第2導電膜がエッチングされる。第2導電膜のエッチングにおいて、たとえばウエットエッチング法が用いられる。ウエットエッチング法における薬液として、シュウ酸溶液が用いられる。シュウ酸溶液は弱酸性である。このため、シュウ酸溶液は、CuおよびCuを主成分とする合金をエッチングしない。これによって、第1絶縁膜41においてピンホール等が形成されている場合においても、第1素子3がエッチングされることを抑制することができる。この結果、電流センサ100の不良の発生を抑制することができる。
 主基板5、第1素子3、第1絶縁膜41および第2導電膜は熱処理される。熱処理における第2導電膜の温度は、たとえば150℃以上200℃以下とされる。熱処理における雰囲気は、たとえば大気、真空、Arガスまたは窒素(N2)ガスによって満たされる。熱処理によって、第2導電膜を構成しているアモルファスITOは多結晶化する。これによって、第1配線部71が形成される。
 CVD法を用いて、第1絶縁膜41および第1配線部71の各々の上に、第3絶縁膜43が形成される。第1絶縁膜41、第3絶縁膜43および第1配線部71の各々が透光性を有する材料によって構成されているため、第1絶縁膜41、第3絶縁膜43および第1配線部71を介して第1素子3の形状を良好に視認することができる。
 以上のようにして、図6および図7に示される基板構造体200が作製される。なお、基板構造体作製工程(S10)は、上記の工程の他に、測定回路50を作製する工程を有していてもよい。主基板5がアルカリ金属元素を含まないガラスによって構成されている場合、アルカリイオンによる半導体材料の汚染を抑制することができる。このため、第1素子3の形成と同時に、半導体材料を含む測定回路50の形成を行うことができる。
 次に、組立工程(S20)が実施される。図10は、実施の形態1に係る組立工程における第1コア部10上に第2基板固定部材82と基板構造体200とが配置された状態を示す断面模式図である。図10に示される断面模式図は、図3に示される断面模式図に対応している。
 図10に示されるように、第2コア部20の第2面21上に、第2基板固定部材82が配置される。第2基板固定部材82上に、基板構造体200が配置される。具体的には、第1方向101に見て、第1素子3の中心が第2面21の中心と一致するように、基板構造体200が配置される。
 第1基板固定部材81が、基板構造体200上に配置される。第2コア部20および第1基板固定部材81上に、第1コア部10が配置される。第1接着面15および第2接着面25の少なくとも一方において、接着剤が塗布される。第1コア部10の第1接着面15は、第2コア部20の第2接着面25に接する。第1コア部10の第1面11は、第1基板固定部材81に接する。接着剤によって、第1コア部10と第2コア部20とが接着される。用途に応じてパッケージ筐体(図示せず)等が取り付けられる。第1コア部10と第2コア部20との間において、電流線8が配置される。以上のようにして、図1から図5に示される電流センサ100が作製される。
 次に、実施の形態1に係る電流センサ100の作用効果について説明する。
 図11は、電流線8に電流が流された際に生じる磁束を模式的に視覚化して示す断面模式図である。図11に示される断面模式図は、図3に示される断面模式図に対応している。図11に示されるように、電流線8に被測定電流が流されることによって、磁気コア1内に磁束信号108が生じる。本明細書において、第1矢印108は、磁束信号108を模式的に視覚化して示している。磁束信号108の方向は、被測定電流の流れる方向に見て、時計回りの方向である。磁束信号108の磁束密度は、被測定電流の電流値に比例する。
 ギャップ2において、磁束信号108は磁気コア1から漏れ出す。これによって、漏れ磁束109が生じる。本明細書において、第2矢印109は、漏れ磁束109の流れを模式的に視覚化して示している。漏れ磁束109の方向は、たとえば上下方向Zに沿う方向である。第1素子3は、漏れ磁束109を取り囲む。別の観点から言えば、漏れ磁束109は、第1素子3に囲まれた空間を貫通する。言い換えれば、漏れ磁束109は、第1素子3と鎖交する。
 第1素子3において、電圧信号が生じる。具体的には、漏れ磁束109の磁束密度の時間変化によって、第1素子3において誘導起電力が生じる。言い換えれば、第1素子3に囲まれた空間における磁束密度の時間変化によって、第1素子3において誘導起電力が生じる。第1素子3において生じる誘導起電力の大きさは、漏れ磁束109の磁束密度の時間変化の大きさに比例する。測定回路50は、第1素子3において生じた電圧信号に基づいて、被測定電流の電流値または被測定電流の電力量を測定する。以上のようにして、電流センサ100は、被測定電流の電流値または被測定電流の電力量を測定する。
 磁気コア1の第1面11および第2面21の各々と、第1素子3との間で位置ずれが生じている場合、位置ずれが生じていない場合と比較して、第1素子3に生じる誘導起電力が小さくなる。このため、電流センサ100の検出精度および検出感度が変化することがある。言い換えれば、電流センサ100の検出精度および検出感度のばらつきが生じることがある。これによって、電流センサ100の信頼性が低下するおそれがある。
 実施の形態1に係る電流センサ100によれば、主基板5は透光性材料によって構成されている。このため、組立工程(S20)において、主基板5を通して、磁気コアの第1面11および第2面21の各々の外縁と、第1素子3とを同時に視認することができる。これによって、第1面11および第2面21の各々と第1素子3との正確な位置合わせを容易に行うことができる。この結果、電流センサ100の検出感度を向上することができる。さらに、電流センサ100の検出精度を向上することができる。これによって、電流センサ100の信頼性を向上することができる。
 実施の形態1に係る電流センサ100によれば、主基板5において、測定回路50が設けられている。このため、第1素子3と測定回路50とを接続するための構成要素を削減することができる。これによって、電流センサ100の検出精度および検出感度における外部ノイズによる影響を抑制することができる。
 また、測定回路50を設けるための主基板5以外の基板を削減することができる。これによって、電流センサ100のサイズおよびコストの各々を低減することができる。
 主基板5が変形しやすい場合、組立時または使用時に主基板5に負荷される力によって、主基板5が変形することがある。具体的には、組立時に主基板5に負荷される応力、電流測定時に第1素子3に生じる熱による熱応力、実使用時の電流センサ100の姿勢によって変化する重力、使用環境における道路の交通状況による振動、またはその他の振動源による振動等によって、主基板5が変形することがある。これによって、第1素子3が、磁気コア1の第1面11および第2面21の各々に対して傾くおそれがある。この場合、第1素子3が、第1面11および第2面21の各々に対して傾いていない場合と比較して、第1素子3を貫通する漏れ磁束109の磁束密度が低下する。このため、電流センサ100の信頼性が低下するおそれがある。
 実施の形態1に係る電流センサ100によれば、主基板5は、ガラスによって構成されている。ガラスは、チタン酸バリウム(BaTiO3)、アルミナ(Al23)および窒化ホウ素(BN)などのファインセラミックスと同程度に固く変形しにくい。このため、主基板5の変形を抑制することができる。この結果、電流センサ100の信頼性の低下を抑制することができる。
 また、ガラスは、BaTiO3、Al23およびBN等のファインセラミックスよりも低コストで製造できる。これによって、電流センサ100のコストを低減することができる。
 通常、ウエハプロセス等の電流センサ100の製造工程において、主基板5に応力が加えられる。また、電流センサ100の実使用環境下において、主基板5に外力が加えられる。実施の形態1に係る電流センサ100によれば、主基板5はガラスによって構成されている。このため、上下方向Zにおける主基板5の厚みHが0.3mm以上である場合、電流センサ100の製造工程および電流センサ100の実使用環境下の各々において、主基板5の変形を十分に抑制することができる。また、上下方向Zにおける主基板5の厚みHが0.4mm以上である場合、電流センサ100の製造工程および電流センサ100の実使用環境下の各々において、主基板5の変形をより効果的に抑制することができる。
 通常、ガラスエポキシ等によって構成されているプリント基板上に、コイルパターンを形成する場合、スクリーン印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等の印刷法が用いられる。印刷法を用いた場合、コイルパターンの細線化およびコイルパターンの狭ピッチ化が困難になる。
 実施の形態1に係る電流センサ100によれば、主基板5は、ガラスによって構成されている。ガラスは、プリント基板よりも高い耐熱性を有している。このため、第1素子3等の形成において、写真製版工程をベースとした半導体製造工程(ウエハプロセス)を用いることができる。これによって、印刷法を用いて第1素子3を形成する場合と比較して、第1素子3の微細化が可能になる。言い換えれば、第1素子3の第1コイルパターン部17の巻き数を増加し、且つ第1コイルパターン部17の形状および位置の各々の精度を向上することができる。この結果、電流センサ100の検出精度および検出感度を向上することができる。
 上下方向Zに垂直な方向において、第1面11および第2面21の各々の外側に位置する漏れ磁束109は、外部環境の影響を受けやすい。このため、第1素子3が、第1面11および第2面21の各々の外側に位置する漏れ磁束109を検出する場合、電流センサ100の信頼性が低下するおそれがある。実施の形態1に係る電流センサ100によれば、第1方向101に見て、第1素子3は、第1面11および第2面21の各々の外縁の内側にある。このため、電流センサ100の信頼性の低下を抑制することができる。
 (実施の形態1の変形例)
 なお、上記において、実施の形態1に係る電流センサ100の構成について説明したが、本開示は上記構成に限定されない。具体的には、たとえば電流センサ100は、基板固定部80を有していなくてもよい。図12を参照して、実施の形態1の変形例に係る電流センサ100の構成について説明する。図12に示される断面模式図は、図3に示される断面模式図に対応している。
 図12に示されるように、基板構造体200は、磁気コア1に直接挟み込まれていてもよい。別の観点から言えば、磁気コア1の第1面11および第2面21の各々において、基板構造体200は磁気コア1に接していてもよい。主基板5の第2主面52は、第2面21に接していてもよい。第1面11において、第3絶縁膜43は、磁気コア1に接していてもよい。この場合、上下方向Zにおける第1面11と第2面21との間の距離を小さくすることができる。これによって、漏れ磁束109(図11参照)の拡散を抑制することができる。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第1面11および第2面21の各々の外側に散逸する漏れ磁束109の量を低減することができる。この結果、電流センサ100の信頼性を向上することができる。
 主基板5は、たとえば石英ガラス、結晶化ガラスまたは非晶質のソーダライムガラス、によって構成されていてもよい。主基板5は、たとえばアクリルまたはプラスチック等によって構成されていてもよい。主基板5は、主基板5の外周領域86において、図示されていない固定部材によって固定されていてもよい。
 磁気コア1は、一つの部品によって構成されていてもよい。言い換えれば、第1コア部10と第2コア部20とは、互いに連なっている一つの部品であってもよい。
 磁気コア1の第1コア部10および第2コア部20の各々は、ガーネット型フェライトによって構成されていてもよい。磁気コア1は、鉄(Fe)、コバルト(Co)およびニッケル(Ni)のいずれか1種類以上の強磁性元素を含む金属材料によって構成されていてもよい。
 第1基板固定部材81および第2基板固定部材82の各々は、たとえば主基板5と同じ材料によって構成されていてもよい。第1基板固定部材81および第2基板固定部材82の各々は、たとえばBaTiO3、Al23またはBN等のファインセラミックスによって構成されていてもよい。
 第1素子3は、たとえば、添加元素を含むCu合金によって構成されていてもよい。添加元素は、たとえばチタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)およびモリブデン(Mo)からなる群から選択される少なくとも一つ以上の金属元素である。Cu合金における添加元素の量は、0.1原子パーセント以上20原子パーセント未満であることが好ましい。この場合は、第1素子3の比抵抗値は、5μΩ・cm未満とすることができる。また、第1素子3と主基板5との間の密着性を向上することができる。さらに、第1素子3における耐食性および耐酸化性を向上することができる。第1素子3は、ホール素子または磁気抵抗(MR)素子であってもよい。
 第1素子3および第1絶縁膜41の各々と主基板5との間において、下地膜が設けられていてもよい。下地膜は、たとえばSiO2またはSi34によって構成されている。これによって、主基板5と第1素子3との間の密着性を向上することができる。下地膜は、たとえばスパッタリング法またはCVD法を用いて形成される。
 第1素子3は、酸素原子を含んでいてもよい。これによって、主基板5と第1素子3との間の密着性を向上することができる。基板構造体作製工程(S10)の第1導電膜を形成するスパッタリング法において、Arと酸素(O2)との混合ガスを用いることによって、酸素原子を含む第1素子3を形成することができる。この場合、混合ガスの圧力に対するO2ガスの分圧の比率は、0.1%以上5%未満であることが好ましい。混合ガスの圧力に対するO2ガスの分圧の比率が0.1%未満である場合、主基板5と第1素子3との間の密着性が充分に向上しないことがある。混合ガスの圧力に対するO2ガスの分圧の比率が5%以上である場合、第1素子3の比抵抗値が増大するおそれがある。
 主基板5の直径が6インチ以上である場合、または主基板5の一辺が150cmを超える場合においては、IBE法を用いて第1導電膜の全面を均一にエッチングすることが困難になる。このため、上記のように主基板5のサイズが大きい場合、薬液浸漬または薬液スプレー噴射等のウエットエッチング法を用いることが好ましい。薬液として、硝酸第2セリウムアンモニウム(CAN)系薬液、または過酸化水素(H22)系薬液を用いることが好ましい。
 第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は、スピンオングラス(SOG:Spin On Glass)法を用いて形成されてもよい。第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は、エポキシ系樹脂またはアクリル系樹脂によって構成されていてもよい。この場合、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は、たとえば塗布法を用いて形成される。
 基板構造体200は、第3絶縁膜43を有していなくてもよい。別の観点から言えば、第1配線部71は露出していてもよい。多結晶ITOは、高い化学的安定性を有している。具体的には、多結晶ITOは、王水系薬液以外のほとんどの酸薬液に溶けることはない程の高い薬液耐性を有している。このため、第1配線部71が露出している場合においても、第1配線部71における不良の発生を抑制することができる。
 第1配線部71は、透光性を有しない材料によって構成されていてもよい。具体的には、第1配線部71は、たとえばCu、Al、Cu合金またはAl合金によって構成されていてもよい。
 実施の形態2.
 次に、図13を参照して、実施の形態2に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態2に係る電流センサ100の構成は、主に、電流センサ100が第1アライメントマーク61と第2アライメントマーク62と第3アライメントマーク63とを有している点において、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。
 (電流センサの構成)
 図13は、電流センサ100における第1素子3の周辺を拡大した拡大平面模式図である。説明の便宜のため、図13において、第1コア部10、基板固定部80、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は図示されていない。図13において、斜線が付されている部分は、第1素子3を示している。図13に示されるように、基板構造体200は、第1アライメントマーク61と、第2アライメントマーク62とをさらに有していてもよい。電流センサ100は、第3アライメントマーク63をさらに有していてもよい。第1アライメントマーク61、第2アライメントマーク62および第3アライメントマーク63の各々は、主基板5と、磁気コア1とを位置合わせするために用いられる。
 主基板5において、第1アライメントマーク61が設けられている。第1方向101に見て、第1アライメントマーク61の形状は、たとえば十字状である。第1アライメントマーク61は、主基板5の検出領域85の角にある。第1アライメントマーク61は、第2面21に位置合わせされている。具体的には、第1方向101に見て、第1アライメントマーク61は、第2コア部20の第2面21の角にある。言い換えれば、第1方向101に見て、第1アライメントマーク61は、第2コア部20の第3外周面93と重なっている。第1アライメントマーク61は、第1コア部10の第1面11(図3および図4参照)に位置合わせされていてもよい。別の観点から言えば、第1アライメントマーク61は、第1面11および第2面21の少なくとも一方と位置合わせされている。第1アライメントマーク61は、たとえば第1素子3と同じ材料によって構成されている。
 主基板5において、第2アライメントマーク62が設けられている。第1方向101に見て、第2アライメントマーク62は、主基板5の検出領域85の内側にある。第1方向101に見て、第2アライメントマーク62は、たとえば検出領域85の中心にある。第2アライメントマーク62は、第1素子3に取り囲まれている。第1方向101に見て、第2アライメントマーク62は、第2面21に重なっている。第1方向101に見て、第2アライメントマーク62の形状は、たとえば長方形である。第2アライメントマーク62は、たとえば第1素子3と同じ材料によって構成されている。
 第2面21において、第3アライメントマーク63が設けられていてもよい。第2アライメントマーク62は、第3アライメントマーク63に位置合わせされている。具体的には、第1方向101に見て、第3アライメントマーク63は、第2アライメントマーク62を取り囲んでいる。第1方向101に見て、第3アライメントマーク63は、第1素子3に取り囲まれている。第1方向101に見て、第3アライメントマーク63の形状は、たとえば環状である。
 (電流センサの製造方法)
 次に、実施の形態2に係る電流センサ100の製造方法について説明する。
 基板構造体作製工程(S10)において、第1アライメントマーク61および第2アライメントマーク62の各々は、第1素子3と同時に形成される。具体的には、基板構造体作製工程(S10)において、第1導電膜をエッチングすることによって、第1アライメントマーク61および第2アライメントマーク62の各々が形成される。
 次に、実施の形態2に係る電流センサ100の作用効果について説明する。
 実施の形態2に係る電流センサ100によれば、主基板5において、第1アライメントマーク61が形成されている。第1アライメントマーク61は、第1面11および第2面21の少なくとも一方と位置合わせされる。このため、組立工程(S20)において、主基板5と、第1面11および第2面21の少なくとも一方との位置合わせをより正確に行うことができる。これによって、第1素子3と、第1面11および第2面21の少なくとも一方との位置合わせをより正確に行うことができる。
 実施の形態2に係る電流センサ100によれば、主基板5において、第2アライメントマーク62が形成されている。第2面21において第3アライメントマーク63が形成されている。第2アライメントマーク62は、第3アライメントマーク63に位置合わせされる。このため、組立工程(S20)において、第2アライメントマーク62と第3アライメントマーク63とを位置合わせすることによって、主基板5と第2面21とをより正確に位置合わせすることができる。これによって、第1素子3と第2面21との位置合わせをより正確に行うことができる。
 (実施の形態2の変形例)
 なお、上記においては、第2面21において、第3アライメントマーク63が設けられている構成について説明したが、本開示は、上記構成に限定されない。具体的には、たとえば第2基板固定部材82において、第3アライメントマーク63が設けられていてもよい。第1方向101に見て、第2基板固定部材82と第2面21とは、位置合わせされていてもよい。これによって、第2基板固定部材82が透光性を有していない場合においても、第2アライメントマーク62と第3アライメントマーク63との位置合わせを行うことができる。この結果、第1素子3と第2面21との位置合わせをより正確に行うことができる。
 磁気コア1が一つの部品によって構成されている場合、第1面11、第2面21および第1素子3の各々を斜めから視認しつつ、第1面11および第2面21の各々と第1素子3との位置合わせが行われる。このように斜めから視認しつつ位置合わせが行われる場合であっても、主基板5または磁気コア1に形成されたアライメントマークを用いることによって、第1面11および第2面21の各々と第1素子3との間における位置ずれを抑制することができる。
 実施の形態3.
 次に、図14から図16を参照して、実施の形態3に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態3に係る電流センサ100は、主に、フレキシブルプリント回路9を有している点において、実施の形態2に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態2に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態2に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。
 なお、説明の便宜のため、図14において、第1絶縁膜41、第3絶縁膜43、測定回路50および基板固定部80の各々は図示されていない。図16に示される断面模式図は、図3に示される断面模式図に対応している。
 (電流センサの構成)
 図14、図15および図16に示されるように、基板構造体200は、フレキシブルプリント回路9を有していてもよい。フレキシブルプリント回路9は、主基板5に接している。具体的には、フレキシブルプリント回路9は、主基板5の外周領域86において、主基板5に接している。第1素子3とフレキシブルプリント回路9とは、接続配線7によって電気的に接続されている。フレキシブルプリント回路9において、図示されていない測定回路50が設けられていてもよい。フレキシブルプリント回路9は変形可能である。
 実施の形態3に係る電流センサ100は、フレキシブルプリント回路9を有している。フレキシブルプリント回路9において、測定回路50が設けられている。このため、第1方向101に見た主基板5のサイズを低減することができる。この結果、主基板5に力が加わった場合における主基板5の変形を抑制することができる。
 また、フレキシブルプリント回路9は変形可能である。このため、フレキシブルプリント回路9に力が負荷された際に、フレキシブルプリント回路9から主基板5への力の伝達を抑制することができる。これによって、主基板5の変形を抑制することができる。
 実施の形態3に係る電流センサ100によれば、第1方向101に見た主基板5のサイズを低減することができる。このため、主基板5の厚みH(図7参照)が薄い場合であっても、主基板5の変形を十分に抑制することができる。具体的には、厚みHは、たとえば0.3mm未満であってもよい。このため、上下方向Zにおける磁気コア1の第1面11と第2面21との間の距離を短くすることができる。これによって、漏れ磁束109における第1素子3の外側への拡散を抑制することができる。この結果、電流センサ100の検出精度および検出感度をより効果的に向上することができる。
 主基板5がガラスによって構成されている場合、主基板5上に第1素子3を形成した後に、フッ素酸(HF)系薬液を用いたウエットエッチング法によって、主基板5をエッチングすることができる。これによって、主基板5の厚みHが0.1mm程度となるように薄板化加工をすることができる。
 (実施の形態3の変形例)
 なお、上記において、実施の形態3に係る電流センサ100の構成について説明したが、本開示は上記構成に限定されない。基板構造体200は、図示されていないプリント基板をさらに有していてもよい。プリント基板は、フレキシブルプリント回路9を介して主基板5に接続されていてもよい。プリント基板において、測定回路50が設けられていてもよい。測定回路50は、フレキシブルプリント回路9と接続配線7とを介して第1素子3に接続されていてもよい。
 実施の形態4.
 次に、図17を参照して、実施の形態4に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態4に係る電流センサ100は、主に、基板構造体200が補助基板6を有している点において、実施の形態2に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態2に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態2に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。なお、図17に示される断面模式図は、図3に示される断面模式図に対応している。
 (電流センサの構成)
 図17に示されるように、基板構造体200は、補助基板6と、接着部83とをさらに有している。補助基板6は、磁気コア1の第1面11と第2面21との間にある。言い換えれば、補助基板6は、ギャップ2(図2参照)にある。補助基板6は、第1素子3を保護している。
 補助基板6は、第3絶縁膜43上に設けられている。補助基板6は、第1素子3を覆っている。左右方向Xにおいて、補助基板6の端部は、第1外周面91よりも電流線8側に位置していてもよい。左右方向Xにおいて、補助基板6の端部は、第3外周面93よりも電流線8側に位置していてもよい。
 主基板5は、露出領域87を有していてもよい。露出領域87は、補助基板6に覆われていない主基板5の領域である。別の観点から言えば、上下方向Zに垂直な方向において、露出領域87は、補助基板6の外側にある。露出領域87において、図示されていないフレキシブルプリント回路9または集積回路部品等の外部実装基板が、主基板5に取り付けられていてもよい。
 補助基板6は、透光性の材料によって構成されている。補助基板6は、透明であってもよい。補助基板6は、たとえば主基板5と同じ材料によって構成されている。補助基板6は、第3主面53と、第4主面54とを有している。第3主面53は、主基板5の第1主面51に対面している。第3主面53において、補助基板6は、第3絶縁膜43に接している。第4主面54は、第3主面53の反対側にある。第4主面54において、補助基板6は、第1基板固定部材81に接している。
 接着部83は、主基板5と補助基板6とを接着している。具体的には、接着部83は、主基板5の第1主面51と、補助基板6の第3主面53とを接着している。接着部83は、たとえば熱硬化型の樹脂によって構成されている。接着部83は、たとえば紫外線硬化型の樹脂によって構成されていてもよい。
 次に、実施の形態4に係る電流センサ100の作用効果について説明する。
 実施の形態4に係る電流センサ100は、補助基板6を有している。補助基板6は、第1素子3を覆っている。このため、主基板5に応力または外力が負荷された場合において、主基板5と補助基板6とが一体となることによって、主基板5の変形および振動を抑制することができる。これによって、磁気コア1の第1面11および第2面21の各々と、第1素子3との間の位置ずれをより効果的に抑制することができる。この結果、電流センサ100の検出感度および検出精度をより向上することができる。
 実施の形態5.
 次に、図18から図22を参照して、実施の形態5に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態5に係る電流センサ100の構成は、主に、補助基板6において第2素子4が設けられている点において、実施の形態4に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態4に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態4に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。
 なお、図18に示される断面模式図は、図17に示される断面模式図に対応している。説明の便宜のため、図19において、補助基板6、第1絶縁膜41および第2絶縁膜42の各々は図示されていない。図20において、第1絶縁膜41、第2絶縁膜42、第1導電材75および第2導電材76の各々は図示されていない。図21に示される拡大断面模式図は、図7に示される拡大断面模式図に対応している。図22に示される断面は、上下方向Zおよび左右方向Xの各々に平行であり且つ第1配線部71および第2配線部72の各々と交差する断面である。
 (電流センサの構成)
 図18に示されるように、基板構造体200は、第2素子4と、第2絶縁膜42と、第1導電材75とをさらに有している。補助基板6において、第2素子4が設けられている。具体的には、補助基板6の第3主面53において、第2素子4が設けられている。第2素子4は、第1素子3に対面している。第2素子4は、電流線8に流れる電流によって生じる磁束を検出する。具体的には、第2素子4に囲まれた空間における磁束密度の時間変化によって、誘導起電力が電圧信号として第2素子4に生じる。第2素子4は、たとえばコイルパターンである。第2素子4は、たとえば第1素子3と同じ材料によって構成されている。
 補助基板6において、第2絶縁膜42が設けられている。第2絶縁膜42は、第2素子4を保護している。上下方向Zにおいて、第2絶縁膜42は、補助基板6と第1絶縁膜41との間にある。第2絶縁膜42は、第3主面53、第2素子4および第1絶縁膜41の各々に接している。第2素子4は、補助基板6と、第2絶縁膜42との間にある。第2絶縁膜42は、たとえば第1絶縁膜41と同じ材料によって構成されている。上下方向Zにおける第2絶縁膜42の厚みは、たとえば400nmである。
 第1導電材75は、第1素子3、第2素子4、第1絶縁膜41および第2絶縁膜42の各々に接している。第1導電材75は、第1素子3と第2素子4とを電気的に接続している。
 図19に示されるように、第1方向101に見て、第2素子4は、第1素子3に重なっている。第1方向101に見て、第2素子4は、主基板5の検出領域85内にある。別の観点から言えば、第1方向101に見て、第2素子4は、第1面11(図18参照)および第2面21(図18参照)の各々に重なっている。第1方向101に見て、接着部83は、主基板5の外周領域86内にある。
 図20は、補助基板6の位置をずらした状態を示す拡大平面模式図である。図20に示される矢印は、矢印の根元にある基板構造体200の部分が、矢印の先端の位置に配置されることを示している。
 図19および図20に示されるように、基板構造体200は、第4アライメントマーク64と、第5アライメントマーク65とをさらに有している。第4アライメントマーク64および第5アライメントマーク65の各々は、主基板5と補助基板6とを位置合わせするために用いられる。主基板5において、第4アライメントマーク64が設けられている。補助基板6において、第5アライメントマーク65が設けられている。第1方向101に見て、第5アライメントマーク65は、第4アライメントマーク64に位置合わせされている。
 第2素子4は、第3コイルパターン部37と、第3外周端部39と、第3内周端部38とを有している。第1方向101に見て、第3コイルパターン部37は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第3コイルパターン部37の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。第1方向101に見て、第3コイルパターン部37の巻き方向は、第1コイルパターン部17の巻き方向と反対である。具体的には、第1方向101に見て、第1コイルパターン部17は、たとえば中心から外側に向かって時計回りのスパイラル状である。第1方向101に見て、第3コイルパターン部37は、たとえば中心から外側に向かって反時計回りのスパイラル状である。
 第3外周端部39は、第3コイルパターン部37に連なっている。第1方向101に見て、第3外周端部39は、第1配線部71に重なっている。第3外周端部39は、第1配線部71と電気的に接続されている。第3内周端部38は、第3コイルパターン部37に連なっている。第3内周端部38は、第3コイルパターン部37に取り囲まれている。第1方向101に見て、第3内周端部38は、第1内周端部18に重なっている。第3内周端部38は、第1内周端部18と電気的に接続されている。
 第1素子3と第2素子4とは、電気的に直列に接続されている。具体的には、第1素子3および第2素子4の各々において生じた誘導電流が同じ方向に流れるように、第1素子3と第2素子4とは接続されている。より具体的には、第1素子3および第2素子4の各々において生じた誘導電流は、たとえば第2配線部72から第1配線部71に向かう方向に流れる。
 図19および図21に示されるように、第1導電材75は、第1素子3の第1内周端部18と、第2素子4の第3内周端部38とを電気的に接続している。第1導電材75は、第1内周端部18、第3内周端部38、第1絶縁膜41および第2絶縁膜42の各々に接している。
 第2絶縁膜42は、第2内周面142を有している。第1内周面141および第2内周面142の各々は、第1導電材75を取り囲んでいる。第2内周面142に囲まれた空間において、第2素子4の第3内周端部38は、第2絶縁膜42から露出している。言い換えれば、第2内周面142は、コンタクトホールを形成している。
 図19および図22に示されるように、基板構造体200は、第2導電材76をさらに有している。第2導電材76は、第2素子4の第3外周端部39と、第1配線部71とを電気的に接続している。主基板5の第1主面51において、第1配線部71は設けられている。第1配線部71は、たとえば第1素子3と同じ材料によって構成されている。
 第1絶縁膜41は、第3内周面143を有している。第3内周面143は、第2導電材76を取り囲んでいる。第3内周面143に囲まれた空間において、第1配線部71は、第1絶縁膜41から露出している。言い換えれば、第3内周面143は、コンタクトホールを形成している。
 第2絶縁膜42は、第4内周面144を有している。第4内周面144は、第2導電材76を取り囲んでいる。第4内周面144に囲まれた空間において、第3外周端部39は、第2絶縁膜42から露出している。言い換えれば、第4内周面144は、コンタクトホールを形成している。
 (電流センサの製造方法)
 次に、実施の形態5に係る電流センサ100の製造方法について説明する。
 基板構造体作製工程(S10)において、第1配線部71は、第1素子3と同時に形成される。第2素子4は、第1素子3と実質的に同一の工程によって形成される。具体的には、たとえば写真製版工程およびエッチング法を用いて、補助基板6の第3主面53において、第2素子4が形成される。第2絶縁膜42は、第1絶縁膜41と実質的に同一の工程によって形成される。具体的には、たとえばCVD法を用いて、補助基板6の第3主面53において、第2絶縁膜42が形成される。第1絶縁膜41の第1内周面141に囲まれた空間に第1導電材75が配置される。第1絶縁膜41の第3内周面143に囲まれた空間に第2導電材76が配置される。
 印刷法を用いて、主基板5の第1主面51上に接着部83を形成する。補助基板6が主基板5上に配置される。接着部83が熱硬化型の樹脂である場合、接着部83が100℃以上150℃以下の温度で加熱される。接着部83が紫外線型の樹脂である場合、接着部83に対して紫外線が照射される。これによって、主基板5と補助基板6とは接着される。以上のようにして、基板構造体200が形成される。
 次に、実施の形態5に係る電流センサ100の作用効果について説明する。
 実施の形態5に係る電流センサ100によれば、補助基板6において、第2素子4が設けられている。第1方向101に見て、第2素子4は、第1面11および第2面21の各々と重なっている。第1素子3と第2素子4とは、電気的に直列に接続されている。このため、基板構造体200におけるコイルパターンの巻き数を増加させることができる。これによって、電流センサ100の検出精度および検出感度をより効果的に向上することができる。
 (実施の形態5の変形例)
 なお、上記において、実施の形態5に係る電流センサ100の構成について説明したが、本開示は上記構成に限定されない。具体的には、接着部83は、主基板5と第2絶縁膜42とを接着していてもよい。接着部83は、第1絶縁膜41と補助基板6とを接着していてもよい。接着部83は、第1絶縁膜41と第2絶縁膜42とを接着していてもよい。第2素子4は、ホール素子または磁気抵抗(MR)素子であってもよい。
 実施の形態6.
 次に、図23を参照して、実施の形態6に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態6に係る電流センサ100は、主に、磁性体60を有している点において、実施の形態4に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態4に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態4に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。
 (電流センサの構成)
 図23は、実施の形態6に係る電流センサ100における第1素子3の周辺を拡大した拡大断面模式図である。図23に示される断面は、上下方向Zおよび左右方向Xの各々に平行であり且つ第1素子3と交差する断面である。図23に示されるように、電流センサ100は、磁性体60をさらに有していてもよい。磁性体60は、第1磁性体部78と、第2磁性体部79とを有している。
 第1磁性体部78は、第1基板固定部材81と磁気コア1の第1面11との間にある。第1磁性体部78は、第1面11と第1素子3との間にある。第1磁性体部78は、第1基板固定部材81および第1面11の各々に接している。第1磁性体部78は、たとえば図示されていない接着剤によって、第1面11に接着されている。
 上下方向Zに垂直な方向において、第1磁性体部78は、第1面11および第2面21の各々の外縁の内側にある。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第1磁性体部78は、磁気コア1の第1外周面91および第3外周面93の各々の外縁の内側にある。上下方向Zに垂直な方向において、第1磁性体部78は、第1素子3に囲まれた領域の内側にあることが好ましい。
 第1磁性体部78は、たとえば第1平板部材161と、アライメントマーク部材163とによって構成されている。アライメントマーク部材163は、第1平板部材161から離間している。アライメントマーク部材163は、主基板5と、磁気コア1とを位置合わせするために用いられる。アライメントマーク部材163は、第3アライメントマーク63(図13参照)を形成していてもよい。上下方向Zにおける第1磁性体部78の厚みは、たとえば1μm以上であることが好ましい。
 第2磁性体部79は、第2基板固定部材82と磁気コア1の第2面21との間にある。第2磁性体部79は、第2面21と第1素子3との間にある。別の観点から言えば、磁性体60は、第1面11と第1素子3との間および第2面21と第1素子3との間の少なくとも一方にある。第2磁性体部79は、第2面21および第2基板固定部材82の各々に接している。第2磁性体部79は、たとえば図示されていない接着剤によって、第2面21に接着されている。
 上下方向Zに垂直な方向において、第2磁性体部79は、第1面11および第2面21の各々の外縁の内側にある。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第2磁性体部79は、磁気コア1の第1外周面91および第3外周面93の各々の外縁の内側にある。上下方向Zに垂直な方向において、第2磁性体部79は、第1素子3に囲まれた領域の内側にあることが好ましい。
 第2磁性体部79は、第2平板部材162と、アライメントマーク部材163とによって構成されている。アライメントマーク部材163は、第2平板部材162から離間している。上下方向Zにおける第2磁性体部79の厚みは、たとえば1μm以上であることが好ましい。
 磁性体60の飽和磁束密度は、磁気コア1の飽和磁束密度よりも高い。磁性体60の比透磁率は、磁気コア1の比透磁率よりも高いことが好ましい。磁性体60は、たとえばFe、CoおよびNiからなる群から選択される少なくとも一つ以上の金属元素によって構成されていてもよい。磁性体60は、たとえばFe、CoおよびNiからなる群から選択される少なくとも一つ以上の金属元素を主成分とする合金によって構成されていてもよい。具体的には、磁性体60は、たとえばFe―Si(珪素)合金(珪素鋼)、Fe-Al-Si合金(通称センダスト(商標))、Ni-Fe合金(通称パーマロイ)、Ni―Fe―Mo合金(通称スーパーマロイ)、Fe―Co―V合金(通称パーメンジュール)等の多結晶合金材料によって構成されていてもよい。磁性体60は、たとえばFe―Si―B(ホウ素)合金、Fe-Co-Si―B合金、Fe―Zr(ジルコニウム)合金、Fe-Co-Zr合金、Co-Zr―Nb(ニオブ)合金等のアモルファス軟磁性材料によって構成されていてもよい。
 磁性体60は、たとえばFe-Al―Si合金によって構成されている。磁性体60におけるAlの添加量は、たとえば4原子パーセント以上6原子パーセント以下である。磁性体60におけるSiの添加量は、たとえば8原子パーセント以上10原子パーセント以下である。磁性体60の飽和磁束密度は、たとえば1.0T以上1.3T以下である。磁性体60の比透磁率は、たとえば5000以上10000以下である。
 (電流センサの製造方法)
 次に、実施の形態6に係る電流センサ100の製造方法について説明する。磁性体60は、たとえばFe-Al-Si合金のインゴットまたはFe-Al-Si合金の薄帯から切り出されることによって形成される。Fe-Al-Si合金のインゴットは、たとえば溶解法または焼結法等を用いて作製される。Fe-Al-Si合金の薄帯は、たとえば急冷法等を用いて作製される。上下方向Zにおける磁性体60の厚みが20μm未満である場合は、スパッタリング法や蒸着法等の真空成膜法を用いて、第1面11および第2面21の各々に磁性体60が形成されていてもよい。
 急冷法または真空成膜法を用いて磁性体60が形成された場合、磁性体60は、アモルファス状態の合金によって形成される。アモルファス状態の磁性合金は、結晶構造に由来する結晶磁気異方性エネルギーがほとんど無い。このため、急冷法または真空成膜法を用いて磁性体60が形成された場合、磁性体60の比透磁率を向上することができる。
 次に、実施の形態6に係る電流センサ100の作用効果について説明する。
 図24に示されるように、実施の形態4に係る電流センサ100によれば、漏れ磁束109の一部は、磁気コア1の外側に拡散する。具体的には、上下方向Zに垂直な方向において、漏れ磁束109の一部は、磁気コア1の第1面11および第2面21の各々の外側を通る。別の観点から言えば、漏れ磁束109の一部は、第1素子3の外側を通る。
 実施の形態6に係る電流センサ100は、磁性体60を有している。磁性体60は、第1面11と第1素子3との間および第2面21と第1素子3との間の少なくとも一方にある。磁性体60の飽和磁束密度は、磁気コア1の飽和磁束密度よりも高い。このため、図25に示されるように、磁束信号108は、磁性体60に向かって集中する。漏れ磁束109は、第1磁性体部78と第2磁性体部79との間において生じる。このため、第1素子3に囲まれた空間を貫通する漏れ磁束109の磁束密度を高めることができる。これによって、磁束の時間変化に対する第1素子3の感度をより効果的に高めることができる。この結果、電流センサ100の検出精度および検出感度を向上することができる。
 実施の形態6に係る電流センサ100によれば、磁性体60の比透磁率は、磁気コア1の比透磁率よりも高い。このため、磁束信号108を磁性体60に高効率で集めることができる。言い換えれば、磁性体60内を通る磁束の磁束密度の低下を抑制することができる。このため、漏れ磁束109の磁束密度の低下を抑制することができる。これによって、電流センサ100の検出精度および検出感度を向上することができる。
 (実施の形態6の変形例)
 なお、上記において、実施の形態6に係る電流センサ100の構成について説明したが、本開示は上記構成に限定されない。図26から図29を参照して実施の形態6の変形例に係る電流センサ100の構成について説明する。なお、図26から図29の各々に示される拡大断面模式図は、図23に示される拡大断面模式図に対応している。説明の便宜のため、図27および図29の各々において、第1基板固定部材81および第2基板固定部材82の各々は、破線によって示されている。説明の便宜のため、図28において基板構造体200は、破線によって示されている。
 まず、実施の形態6の第1変形例に係る電流センサ100の構成について説明する。図26に示されるように、第1磁性体部78と第2磁性体部79との間に基板構造体200が挟み込まれていてもよい。言い換えれば、磁性体60は、基板構造体200を固定していてもよい。第4主面54において、第1磁性体部78は、補助基板6に接していてもよい。第2主面52において、第2磁性体部79は、主基板5に接していてもよい。
 次に、実施の形態6の第2変形例に係る電流センサ100の構成について説明する。図27に示されるように、補助基板6の第4主面54において、第1磁性体部78が設けられていてもよい。主基板5の第2主面52において、第2磁性体部79が設けられていてもよい。
 主基板5の第2主面52および補助基板6の第4主面54の各々において、図示されていない絶縁膜が形成されていてもよい。絶縁膜は、第1磁性体部78および第2磁性体部79の各々を覆っている。絶縁膜は、第1磁性体部78および第2磁性体部79の各々を保護している。絶縁膜は、透過性を有している。絶縁膜は、たとえばSiO2またはSi34によって構成されている。
 次に、実施の形態6の第2変形例に係る電流センサ100の製造方法について説明する。スパッタリング法を用いて、主基板5の第2主面52においてFe-Al-Si合金膜が形成される。Fe-Al-Si合金膜がエッチングされることによって、第2磁性体部79が形成される。Fe-Al-Si合金膜のエッチングにおいては、たとえば塩化第二鉄(FeCl3)を含む薬液を用いた浸漬ウエットエッチング法が用いられる。同様の工程を用いて、補助基板6の第4主面54において、第1磁性体部78が形成される。
 次に、実施の形態6の第2変形例に係る電流センサ100の作用効果について説明する。実施の形態6の第2変形例に係る電流センサ100によれば、上下方向Zにおける第1磁性体部78と第2磁性体部79との間の距離を短くすることができる。この結果、第1磁性体部78と第2磁性体部79との間における漏れ磁束109の拡散をより効果的に抑制することができる。これによって、磁束の時間変化に対する第1素子3の感度をより効果的に高めることができる。
 次に、実施の形態6の第3変形例に係る電流センサ100の構成について説明する。図28に示されるように、第1基板固定部材81において、第1磁性体部78が設けられていてもよい。第1磁性体部78は、第1基板固定部材81と第2基板固定部材82の間にあってもよい。第2基板固定部材82において、第2磁性体部79が設けられていてもよい。第2磁性体部79は、第1基板固定部材81と第2基板固定部材82の間にあってもよい。
 次に、実施の形態6の第4変形例に係る電流センサ100の構成について説明する。図29に示されるように、第1磁性体部78および第2磁性体部79の各々は、複数の島状パターンによって構成されていてもよい。具体的には、第1磁性体部78および第2磁性体部79の各々は、複数の個片部164によって構成されていてもよい。複数の個片部164の各々は、互いに離間している。実施の形態6の第2変形例に係る電流センサ100と同様に、主基板5の第2主面52および補助基板6の第4主面54の各々において、図示されていない絶縁膜が形成されていてもよい。
 次に、実施の形態6の第4変形例に係る電流センサ100の作用効果について説明する。磁性体60が磁気コア1から離間している場合、上下方向Zにおける磁性体60の両端面において生じる表面磁極に起因して、磁性体60内において反磁界が生じる。これによって、磁性体60が十分に磁化されないことがある。この結果、磁性体60による漏れ磁束109を集中させる効果が十分に得られないおそれがある。通常、反磁界の影響の大きさは、磁性体60の形状に依存する。具体的には、上下方向Zにおける磁性体60の厚みに対する磁性体60の両端面の表面積の比率が大きくなるにつれて、反磁界の影響は大きくなる。
 実施の形態6の第4変形例に係る電流センサ100によれば、第1磁性体部78および第2磁性体部79の各々は、複数の島状パターンによって構成されている。このため、上下方向Zにおける磁性体60の厚みに対する磁性体60の両端面の表面積の比率を小さくすることができる。これによって、より効果的に漏れ磁束109を第1素子3が囲まれた空間に集中させることができる。この結果、電流センサ100の検出精度および検出感度を向上することができる。
 なお、上記においては、実施の形態6に係る電流センサ100および実施の形態6の第1から第4変形例に係る電流センサ100の各々は、第1面11と第1素子3との間および第2面21と第1素子3との間の各々において、磁性体60を有している構成について説明した。しかしながら、本開示は上記構成に限定されない。具体的には、電流センサ100は、第1面11と第1素子3との間および第2面21と第1素子3との間のいずれか一方のみにおいて、磁性体60を有していてもよい。言い換えれば、電流センサ100は、第1磁性体部78および第2磁性体部79のいずれか一方のみを有していてもよい。
 磁性体60の材質によっては、ウエットエッチングにおける選択的エッチングが困難な場合がある。具体的には、ウエットエッチング法を用いて第1素子3を形成する際に、磁性体60がエッチングされるおそれがある。この場合、第1素子3を形成する際に、ドライエッチングを用いることが好ましい。
 実施の形態7.
 次に、図30から図34を参照して、実施の形態7に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態7に係る電流センサ100は、主に、磁気コア1のギャップ2が第1ギャップ部171と第2ギャップ部172とを有している点において、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。
 なお、説明の便宜のため、図30においては、基板固定部80、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は図示されていない。図32に示される断面模式図は、図3に示される断面模式図に対応している。説明の便宜のため、図33において、基板固定部80、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は図示されていない。説明の便宜のため、図34において、第1コア部10、基板固定部80、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は図示されていない。
 図30に示されるように、第1コア部10は、第2コア部20から離間している。上下方向Zにおいて、主基板5は、第1コア部10と第2コア部20との間にある。ギャップ2は、第1ギャップ部171と、第2ギャップ部172とを有している。第2ギャップ部172は、第1ギャップ部171から離間している。第1素子3は、第1素子部31と、第2素子部32とを有している。第1素子部31は、第1ギャップ部171にある。第2素子部32は、第1素子部31から離間している。第2素子部32は、第2ギャップ部172にある。
 接続配線7は、第3配線部73を有している。第3配線部73は、第1配線部71および第2配線部72の各々から離間している。第3配線部73は、第1素子部31と第2素子部32とを電気的に接続している。第1配線部71は、第2素子部32と、測定回路50とを電気的に接続している。第2配線部72は、第1素子部31と、測定回路50とを電気的に接続している。第2配線部72は、たとえばITOによって構成されていてもよい。第3配線部73は、たとえば第1配線部71および第2配線部72のいずれかと同じ材料によって構成されていてもよい。
 図31に示されるように、第1ギャップ部171および第2ギャップ部172の各々は、第1コア部10と第2コア部20との間に形成されている。磁気コア1と第1ギャップ部171と第2ギャップ部172とによって構成される環状領域は、電流線8を取り囲んでいる。
 第1面11は、第1部分95と、第2部分96とを有している。第1部分95は、第1コア部10の第1凸部13によって形成されている。第1部分95は、第1外周面91に連なっている。第2部分96は、第1コア部10の第2凸部14によって形成されている。第2部分96は、第2外周面92に連なっている。第2部分96は、第1部分95から離間している。第2部分96は、第1部分95と実質的に平行であってもよい。第1部分95と第2部分96とは、実質的に同一平面上にあってもよい。
 第2面21は、第3部分97と、第4部分98とを有している。第3部分97は、第2コア部20の第3凸部23によって形成されている。第3部分97は、第3外周面93に連なっている。第3部分97は、第1部分95に対面している。第1部分95から第3部分97に向かう方向は、第1方向101である。第3部分97は、第1部分95と実質的に平行であってもよい。
 第4部分98は、第2コア部20の第4凸部24によって形成されている。第4部分98は、第4外周面94に連なっている。第4部分98は、第3部分97から離間している。第4部分98は、第2部分96に対面している。第2部分96から第4部分98に向かう方向は、第1方向101である。第4部分98は、第2部分96と実質的に平行であってもよい。第4部分98は、第3部分97と実質的に平行であってもよい。第3部分97と第4部分98とは、実質的に同一平面上にあってもよい。
 第1ギャップ部171は、第1部分95と、第3部分97との間に形成されている。第2ギャップ部172は、第2部分96と、第4部分98との間に形成されている。
 図32に示されるように、第1基板固定部材81は、第1部材181と、第2部材182とを有している。第1部材181は、第1面11の第1部分95と、第2面21の第3部分97との間にある。言い換えれば、第1部材181は、第1ギャップ部171(図31参照)にある。第1部材181は、第1部分95および第3絶縁膜43の各々に接している。
 上下方向Zに垂直な方向において、第1部材181は、第1部分95の外縁に沿っている。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第1部材181は、第1外周面91に沿っている。上下方向Zに垂直な方向において、第1部材181は、第1部分95の内側にあってもよい。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第1部材181は、第1外周面91の内側にあってもよい。
 第2部材182は、第1部材181から離間している。第2部材182は、第1面11の第2部分96と、第2面21の第4部分98との間にある。言い換えれば、第2部材182は、第2ギャップ部172(図31参照)にある。第2部材182は、第2部分96および第3絶縁膜43の各々に接している。
 上下方向Zに垂直な方向において、第2部材182は、第2部分96の外縁に沿っている。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第2部材182は、第2外周面92に沿っている。上下方向Zに垂直な方向において、第2部材182は、第2部分96の内側にあってもよい。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第2部材182は、第2外周面92の内側にあってもよい。
 第2基板固定部材82は、第3部材183と、第4部材184とを有している。第3部材183は、第1面11の第1部分95と、第2面21の第3部分97との間にある。言い換えれば、第3部材183は、第1ギャップ部171(図31参照)にある。第3部材183は、第3部分97および主基板5の各々に接している。
 上下方向Zに垂直な方向において、第3部材183は、第3部分97の外縁に沿っている。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第3部材183は、第3外周面93に沿っている。上下方向Zに垂直な方向において、第3部材183は、第3部分97の内側にあってもよい。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第3部材183は、第3外周面93の内側にあってもよい。
 第4部材184は、第3部材183から離間している。第4部材184は、第1面11の第2部分96と、第2面21の第4部分98との間にある。言い換えれば、第4部材184は、第2ギャップ部172(図31参照)にある。第4部材184は、第4部分98および主基板5の各々に接している。
 上下方向Zに垂直な方向において、第4部材184は、第4部分98の外縁に沿っている。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第4部材184は、第4外周面94に沿っている。上下方向Zに垂直な方向において、第4部材184は、第4部分98の内側にあってもよい。言い換えれば、上下方向Zに垂直な方向において、第4部材184は、第4外周面94の内側にあってもよい。
 主基板5において、第1素子3の第1素子部31および第2素子部32の各々が設けられている。第1素子部31は、第1面11の第1部分95と、第2面21の第3部分97との間にある。言い換えれば、第1素子部31は、第1ギャップ部171(図31参照)にある。第2素子部32は、第1面11の第2部分96と、第2面21の第4部分98との間にある。言い換えれば、第2素子部32は、第2ギャップ部172(図31参照)にある。上下方向Zにおいて、電流線8は、主基板5と第2コア部20との間にある。
 図33および図34に示されるように、第1方向101に見て、第1素子部31は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第1素子部31の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。第1方向101に見て、第1素子部31は、第1面11の第1部分95および第2面21の第3部分97の各々と重なっている。言い換えれば、第1部分95から第3部分97に向かう方向に見て、第1素子部31は、第1面11の第1部分95および第2面21の第3部分97の各々と重なっている。
 第1方向101に見て、第1素子部31は、第1部分95および第3部分97の各々の外縁の内側にあることが好ましい。別の観点から言えば、第1方向101に見て、第1素子部31は、第1外周面91および第3外周面93の各々の内側にあることが好ましい。第1方向101に見て、第1素子部31の中心は、第1部分95および第3部分97の各々の中心と実質的に一致していることが好ましい。
 図33および図34に示されるように、第1方向101に見て、第2素子部32は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第2素子部32の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。第1方向101に見て、第2素子部32は、第1面11の第2部分96および第2面21の第4部分98の各々と重なっている。言い換えれば、第2部分96から第4部分98に向かう方向に見て、第2素子部32は、第1面11の第2部分96および第2面21の第4部分98の各々と重なっている。
 第1方向101に見て、第2素子部32は、第2部分96および第4部分98の各々の外縁の内側にあることが好ましい。別の観点から言えば、第1方向101に見て、第2素子部32は、第2外周面92および第4外周面94の各々の内側にあることが好ましい。第1方向101に見て、第2素子部32の中心は、第2部分96および第4部分98の各々の中心と実質的に一致していることが好ましい。
 図33および図34に示されるように、検出領域85は、第1検出部88と、第2検出部89とを有している。第1検出部88は、第1方向101に見て、第2面21の第3部分97の外縁の内側にある主基板5の領域である。第1方向101に見て、第1素子部31は、第1検出部88内にある。第2検出部89は、第1方向101に見て、第2面21の第4部分98の外縁の内側にある主基板5の領域である。第2検出部89は、第1検出部88から離間している。第1方向101に見て、第2素子部32は、第2検出部89にある。
 図33に示されるように、第1方向101に見て、第1コア部10は主基板5の外縁の内側にあってもよい。図34に示されるように、第1方向101に見て、第2コア部20は、主基板5の外縁の内側にあってもよい。
 (基板構造体の構成)
 次に、図35から図37を参照して、実施の形態7に係る基板構造体200の構成について説明する。なお、説明の便宜のため、図35において、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々は図示されていない。図35において、斜線が付されている部分は、第1素子3を示している。図36に示される断面は、上下方向Zおよび左右方向Xの各々に平行であり且つ第1配線部71および第2配線部72の各々と交差する断面である。図37に示される断面は、上下方向Zおよび左右方向Xの各々に平行であり且つ第3配線部73と交差する断面である。
 図35に示されるように、第1素子部31は、第5コイルパターン部57と、第5外周端部59と、第5内周端部58とを有している。第1方向101に見て、第5コイルパターン部57は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第5コイルパターン部57の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。第1方向101に見て、第5コイルパターン部57は、たとえば中心から外側に向かって時計回りのスパイラル状である。第5外周端部59は、第5コイルパターン部57に連なっている。第5内周端部58は、第5コイルパターン部57に連なっている。第5内周端部58は、第5コイルパターン部57に取り囲まれている。
 第2素子部32は、第6コイルパターン部67と、第6外周端部69と、第6内周端部68とを有している。第1方向101に見て、第6コイルパターン部67は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第6コイルパターン部67の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。第1方向101に見て、第6コイルパターン部67の巻き方向は、第5コイルパターン部57の巻き方向と同じである。具体的には、第1方向101に見て、第6コイルパターン部67は、たとえば中心から外側に向かって時計回りのスパイラル状である。第6外周端部69は、第6コイルパターン部67に連なっている。第6内周端部68は、第6コイルパターン部67に連なっている。第6内周端部68は、第6コイルパターン部67に取り囲まれている。
 第1方向101に見て、第1配線部71の一部は、第2素子部32と重なっている。第1方向101に見て、第2配線部72の一部は、第1素子部31と重なっている。第1方向101に見て、第3配線部73は、第1素子部31および第2素子部32の各々と交差している。
 第1素子部31と第2素子部32とは、電気的に直列に接続されている。具体的には、第1素子部31および第2素子部32の各々において生じた誘導電流が同じ方向に流れるように、第1素子部31と第2素子部32とは接続されている。より具体的には、第1素子部31および第2素子部32の各々において生じた誘導電流は、たとえば第2配線部72から第1配線部71に向かう方向に流れる。
 図36に示されるように、第2配線部72は、第2配線部材121と、第2接続部材122とを有している。第2配線部材121は、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々に接している。第2接続部材122は、第2配線部材121に連なっている。第2接続部材122は、第1素子部31の第5外周端部59および第1絶縁膜41の各々に接している。第2接続部材122は、第2配線部材121と第5外周端部59との間にある。
 第1配線部71の第1接続部材112は、第2素子部32の第6外周端部69および第1絶縁膜41の各々に接している。第1接続部材112は、第1配線部材111と第6外周端部69との間にある。
 第1絶縁膜41は、第5内周面145と、第6内周面146とを有している。第5内周面145は、第1接続部材112を取り囲んでいる。第5内周面145に囲まれた空間において、第2素子部32の第6外周端部69は、第1絶縁膜41から露出している。言い換えれば、第5内周面145は、コンタクトホールを形成している。
 第6内周面146は、第2接続部材122を取り囲んでいる。第6内周面146に囲まれた空間において、第1素子部31の第5外周端部59は、第1絶縁膜41から露出している。言い換えれば、第6内周面146は、コンタクトホールを形成している。
 図37に示されるように、第3配線部73は、第3配線部材131と、第3接続部材132と、第4接続部材133とを有している。第3配線部材131は、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々に接している。第3接続部材132は、第3配線部材131に連なっている。第3接続部材132は、第1素子部31の第5内周端部58および第1絶縁膜41の各々に接している。第3接続部材132は、第3配線部材131と第5内周端部58との間にある。
 第4接続部材133は、第3配線部材131に連なっている。第4接続部材133は、第2素子部32の第6内周端部68および第1絶縁膜41の各々に接している。第4接続部材133は、第3接続部材132から離間している。第4接続部材133は、第3配線部材131と第6内周端部68との間にある。
 第1絶縁膜41は、第7内周面147と、第8内周面148とを有している。第7内周面147は、第3接続部材132を取り囲んでいる。第7内周面147に囲まれた空間において、第1素子部31の第5内周端部58は、第1絶縁膜41から露出している。言い換えれば、第7内周面147は、コンタクトホールを形成している。
 第8内周面148は、第4接続部材133を取り囲んでいる。第8内周面148に囲まれた空間において、第2素子部32の第6内周端部68は、第1絶縁膜41から露出している。言い換えれば、第8内周面148は、コンタクトホールを形成している。
 次に、図38を参照して、実施の形態7に係る電流センサ100の作用効果について説明する。なお、図38において、斜線が付されている部分は、第1素子3を示している。
 図38に示されるように、第1検出部88および第2検出部89において、漏れ磁束109が生じる。第1検出部88における漏れ磁束109の方向は、第2検出部89における漏れ磁束109の方向と反対である。具体的には、第1検出部88における漏れ磁束109の方向は、たとえば第1方向101である。第2検出部89における漏れ磁束109の方向は、たとえば第2方向102である。第1方向101に見て、第1素子部31に生じる誘導電流の流れる方向は、たとえば反時計回りである。第2素子部32において生じる誘導電流の流れる方向は、たとえば時計回りである。なお、図38において、矢印は、基板構造体200における誘導電流の流れる方向を模式的に視覚化して示している。
 第1素子部31の第5内周端部58と、第2素子部32の第6内周端部68とは接続されている。このため、第1素子部31に生じる誘導電流と、第2素子部32において生じる誘導電流とは、第2配線部72から第1配線部71に向かう方向に流れる。これによって、第1素子部31において生じた誘導起電力と、第2素子部32において生じた誘導起電力とは足し合わされる。足し合わされた誘導起電力が、電圧信号として測定回路50に送られる。別の観点から言えば、第1素子3における磁束密度の時間変化に対する感度を向上することができる。この結果、電流センサ100の検出精度および検出感度をより効果的に向上することができる。
 実施の形態8.
 次に、図39から図43を参照して、実施の形態8に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態8に係る電流センサ100の構成は、主に、第1素子3が第2コイルパターン部27を有している点において、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態1に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。
 なお、図40は、第2コイルパターン部27、第2内周端部28および第2外周端部29の位置をずらした状態を示す平面模式図である。図40に示される矢印は、矢印の根元にある第2コイルパターン部27、第2内周端部28および第2外周端部29の各々の部分が、矢印の先端の位置に配置されることを示している。図39および図40の各々において、斜線が付されている部分は、第1コイルパターン部17、第1内周端部18および第1外周端部19を示している。
 図39および図40に示されるように、第1素子3は、第2コイルパターン部27と、第2内周端部28と、第2外周端部29とをさらに有している。第1方向101に見て、第2コイルパターン部27は、スパイラル状に設けられている。具体的には、第1方向101に見て、第2コイルパターン部27の形状は、同一平面上に形成されている渦巻き形状である。第1方向101に見て、第2コイルパターン部27の巻き方向は、第1コイルパターン部17の巻き方向と反対である。第1方向101に見て、第2コイルパターン部27は、たとえば中心から外側に向かって反時計回りのスパイラル状である。
 第1方向101に見て、第2コイルパターン部27は、第1コイルパターン部17と重なっていない部分を有している。第1方向101に見て、第2コイルパターン部27全体の面積に対する第1コイルパターン部17と重なっていない第2コイルパターン部27の部分の面積の比率は、たとえば90%以上である。
 第2外周端部29は、第2コイルパターン部27に連なっている。第1方向101に見て、第2外周端部29は、第1配線部71に重なっている。第2外周端部29は、第1配線部71と電気的に接続されている。第2内周端部28は、第2コイルパターン部27に連なっている。第2内周端部28は、第2コイルパターン部27に取り囲まれている。第1方向101に見て、第2内周端部28は、第1内周端部18に重なっている。第2内周端部28は、第1内周端部18と電気的に接続されている。
 図39および図41に示されるように、第1素子3は、第1接続部26を有している。第1接続部26は、第1コイルパターン部17と、第2コイルパターン部27とを電気的に直列に接続している。第1接続部26は、第2内周端部28に連なっている。第1接続部26は、第1内周端部18、第1絶縁膜41の各々に接している。第1接続部26は、第1内周端部18と第2内周端部28との間にある。第1接続部26は、第1内周面141に取り囲まれている。
 第2コイルパターン部27は、第1絶縁膜41および第3絶縁膜43の各々に接している。第1コイルパターン部17と第2コイルパターン部27との間に、第1絶縁膜41はある。別の観点から言えば、第1絶縁膜41は、第1コイルパターン部17と第2コイルパターン部27とを隔てている。第3絶縁膜43上において、第4絶縁膜44が設けられている。第4絶縁膜44は、たとえば第1絶縁膜41と同じ材料によって構成されている。
 図42に示されるように、第1絶縁膜41は、第9内周面149を有している。第9内周面149は、第2接続部材122を取り囲んでいる。第9内周面149に囲まれた空間において、第1素子3の第1外周端部19は、第1絶縁膜41から露出している。言い換えれば、第9内周面149は、コンタクトホールを形成している。
 第3絶縁膜43は、第10内周面150と、第11内周面151とを有している。第10内周面150は、第2接続部材122を取り囲んでいる。第10内周面150に囲まれた空間において、第2配線部材121は、第3絶縁膜43から露出している。言い換えれば、第10内周面150は、コンタクトホールを形成している。
 第11内周面151は、第1接続部材112を取り囲んでいる。第11内周面151に囲まれた空間において、第1素子3の第2外周端部29は、第3絶縁膜43から露出している。言い換えれば、第11内周面151は、コンタクトホールを形成している。第4絶縁膜44は、第1配線部71および第2配線部72の各々を覆っている。
 図43は、実施の形態8に係る電流センサ100の第1素子3の周辺を拡大した拡大断面模式図である。図43に示される断面は、上下方向Zおよび左右方向Xの各々に平行であり且つ第1コイルパターン部17および第2コイルパターン部27の各々と交差する断面である。図43に示されるように、第2コイルパターン部27は、第1コイルパターン部17と、第1面11との間にある。第1コイルパターン部17は、第2コイルパターン部27と第2面21との間にある。
 第2コイルパターン部27、第2内周端部28および第2外周端部29の各々は、たとえば写真製版工程を用いて形成される。主基板5がガラスによって構成されているため、写真製版工程を用いて、第2コイルパターン部27、第2内周端部28および第2外周端部29を容易に形成することができる。
 次に、実施の形態8に係る電流センサ100の作用効果について説明する。
 実施の形態8に係る電流センサ100によれば、第1絶縁膜41は、第1コイルパターン部17と第2コイルパターン部27とを隔てている。第1方向101に見て、第2コイルパターン部27は、第1コイルパターン部17と重なっていない部分を有している。このため、第1コイルパターン部17と重なっている第2コイルパターン部27の部分と比較して、第1コイルパターン部17と重なっていない第2コイルパターン部27の部分は、第1コイルパターン部17からの距離が大きい。このため、第1コイルパターン部17と第2コイルパターン部27の間の絶縁性を向上することができる。これによって、電流センサ100の不良率を低減することができる。
 なお、上記において、第1素子3が第1コイルパターン部17と第2コイルパターン部27との2層構造を有している構成について説明した。しかしながら、本開示は上記構成に限定されない。具体的には、たとえば第1素子3は、3層以上の多層コイルパターンを有していてもよい。実施の形態2から実施の形態7の各々に係る電流センサ100の第1素子3が、多層コイルパターンを有していてもよい。
 実施の形態9.
 次に、図44および図45を参照して、実施の形態9に係る電流センサ100の構成について説明する。実施の形態9に係る電流センサ100は、主に、第2素子4が、第4コイルパターン部47を有している点において、実施の形態5に係る電流センサ100の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態5に係る電流センサ100の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態5に係る電流センサ100の構成と異なる点を中心に説明する。
 図44は、実施の形態9に係る電流センサ100の第1素子3の周辺を拡大した拡大断面模式図である。図44に示される断面は、上下方向Zおよび左右方向Xの各々に平行であり且つ第1素子3および第2素子4の各々と交差する断面である。図44に示されるように、基板構造体200は、第5絶縁膜45を有している。第5絶縁膜45は、第2絶縁膜42および第3絶縁膜43の各々に接している。第2素子4は、第4コイルパターン部47と、第4内周端部48と、第2接続部46とを有している。
 第4コイルパターン部47は、第3コイルパターン部37と、第2面21との間にある。第4コイルパターン部47は、第2絶縁膜42および第5絶縁膜45の各々に接している。第3コイルパターン部37と第4コイルパターン部47との間に、第2絶縁膜42はある。別の観点から言えば、第2絶縁膜42は、第3コイルパターン部37と第4コイルパターン部47とを隔てている。第5絶縁膜45は、第4コイルパターン部47を覆っている。第1素子3の構成は、実施の形態8に係る電流センサ100の第1素子3の構成と実質的に同一である。
 図45は、第1方向101に見た第2素子4の構成を概略的に示す平面模式図である。図45において、斜線が付されている部分は、第4コイルパターン部47、第4外周端部49および第4内周端部48を示している。
 図44および図45に示されるように、第2接続部46は、第3コイルパターン部37と第4コイルパターン部47とを電気的に直列に接続している。第2接続部46は、第4内周端部48に連なっている。第2接続部46は、第3内周端部38に接している。
 第2素子4は、第4外周端部49を有している。第4外周端部49は、第4コイルパターン部47に連なっている。第4内周端部48は、第4コイルパターン部47に連なっている。第1方向101に見て、第4コイルパターン部47は、第3コイルパターン部37と重なっていない部分を有している。第1方向101に見て、第4コイルパターン部47全体の面積に対する第3コイルパターン部37と重なっていない第4コイルパターン部47の部分の面積の比率は、たとえば90%以上である。
 次に、実施の形態9に係る電流センサ100の作用効果について説明する。
 実施の形態9に係る電流センサ100によれば、第2絶縁膜42は、第3コイルパターン部37と第4コイルパターン部47とを隔てている。第1方向101に見て、第4コイルパターン部47は、第3コイルパターン部37と重なっていない部分を有している。このため、第3コイルパターン部37と重なっている第4コイルパターン部47の部分と比較して、第3コイルパターン部37と重なっていない第4コイルパターン部47の部分は、第3コイルパターン部37からの距離が大きい。このため、第3コイルパターン部37と第4コイルパターン部47の間の絶縁性を向上することができる。これによって、電流センサ100の不良率を低減することができる。
 今回開示された実施の形態および実施例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。本開示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。
 1 磁気コア、2 ギャップ、3 第1素子、4 第2素子、5 主基板、6 補助基板、7 接続配線、8 電流線、9 フレキシブルプリント回路、10 第1コア部、11 第1面、12 第1コア部材、13 第1凸部、14 第2凸部、15 第1接着面、17 第1コイルパターン部、18 第1内周端部、19 第1外周端部、20 第2コア部、21 第2面、22 第2コア部材、23 第3凸部、24 第4凸部、25 第2接着面、26 第1接続部、27 第2コイルパターン部、28 第2内周端部、29 第2外周端部、31 第1素子部、32 第2素子部、37 第3コイルパターン部、38 第3内周端部、39 第3外周端部、41 第1絶縁膜、42 第2絶縁膜、43 第3絶縁膜、44 第4絶縁膜、45 第5絶縁膜、46 第2接続部、47 第4コイルパターン部、48 第4内周端部、49 第4外周端部、50 測定回路、51 第1主面、52 第2主面、53 第3主面、54 第4主面、57 第5コイルパターン部、58 第5内周端部、59 第5外周端部、60 磁性体、61 第1アライメントマーク、62 第2アライメントマーク、63 第3アライメントマーク、64 第4アライメントマーク、65 第5アライメントマーク、67 第6コイルパターン部、68 第6内周端部、69 第6外周端部、71 第1配線部、72 第2配線部、73 第3配線部、75 第1導電材、76 第2導電材、78 第1磁性体部、79 第2磁性体部、80 基板固定部、81 第1基板固定部材、82 第2基板固定部材、83 接着部、85 検出領域、86 外周領域、87 露出領域、88 第1検出部、89 第2検出部、91 第1外周面、92 第2外周面、93 第3外周面、94 第4外周面、95 第1部分、96 第2部分、97 第3部分、98 第4部分、99 コンタクトホール、100 電流センサ、101 第1方向、102 第2方向、108 磁束信号(第1矢印)、109 漏れ磁束(第2矢印)、111 第1配線部材、112 第1接続部材、121 第2配線部材、122 第2接続部材、131 第3配線部材、132 第3接続部材、133 第4接続部材、141 第1内周面、142 第2内周面、143 第3内周面、144 第4内周面、145 第5内周面、146 第6内周面、147 第7内周面、148 第8内周面、149 第9内周面、150 第10内周面、151 第11内周面、161 第1平板部材、162 第2平板部材、163 アライメントマーク部材、164 個片部、171 第1ギャップ部、172 第2ギャップ部、181 第1部材、182 第2部材、183 第3部材、184 第4部材、200 基板構造体、H 厚み、X 左右方向、Y 前後方向、Z 上下方向。

Claims (10)

  1.  電流線と、
     ギャップが設けられている磁気コアと、
     前記ギャップに配置されている主基板とを備え、
     前記磁気コアは、第1面と、前記第1面に対面する第2面とを有しており、
     前記ギャップは、前記第1面と前記第2面との間に形成されており、
     前記磁気コアと前記ギャップとは、前記電流線を取り囲んでおり、
     前記主基板において、前記電流線に流れる電流によって生じる磁束を検出する第1素子が設けられており、
     前記第1面から前記第2面に向かう方向に見て、前記第1素子は、前記第1面および前記第2面の各々と重なっており、
     前記主基板は、透光性の材料によって構成されている、電流センサ。
  2.  前記主基板において、前記第1素子から送られた信号を処理する測定回路がさらに設けられており、
     前記第1面から前記第2面に向かう方向に見て、前記測定回路は、前記ギャップの外側にある、請求項1に記載の電流センサ。
  3.  前記主基板において、前記第1面および前記第2面の少なくとも一方と位置合わせされているアライメントマークがさらに設けられている、請求項1または請求項2に記載の電流センサ。
  4.  前記第1面と前記第1素子との間および前記第2面と前記第1素子との間の少なくとも一方にある磁性体をさらに備え、
     前記磁性体の飽和磁束密度は、前記磁気コアの飽和磁束密度よりも高い、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。
  5.  前記磁性体の比透磁率は、前記磁気コアの比透磁率よりも高い、請求項4に記載の電流センサ。
  6.  前記第1素子は、
      第1コイルパターン部と、
      前記第1コイルパターン部と前記第1面との間にある第2コイルパターン部と、
      前記第1コイルパターン部と前記第2コイルパターン部とを電気的に直列に接続している第1接続部とを有しており、
     前記主基板において、前記第1コイルパターン部と前記第2コイルパターン部とを隔てている第1絶縁膜が設けられており、
     前記第1面から前記第2面に向かう方向に見て、前記第2コイルパターン部は、前記第1コイルパターン部と重なっていない部分を有している、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。
  7.  前記第1素子を覆っている補助基板をさらに備え、
     前記補助基板は、透光性の材料によって構成されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電流センサ。
  8.  前記補助基板において、前記電流線に流れる電流によって生じる磁束を検出する第2素子が設けられており、
     前記第1面から前記第2面に向かう方向に見て、前記第2素子は、前記第1面および前記第2面の各々と重なっており、
     前記第1素子と前記第2素子とは、電気的に直列に接続されている、請求項7に記載の電流センサ。
  9.  前記第2素子は、
      第3コイルパターン部と、
      前記第3コイルパターン部と前記第2面との間にある第4コイルパターン部と、
      前記第3コイルパターン部と前記第4コイルパターン部とを電気的に直列に接続している第2接続部とを有しており、
     前記補助基板において、前記第3コイルパターン部と前記第4コイルパターン部とを隔てている第2絶縁膜が設けられており、
     前記第1面から前記第2面に向かう方向に見て、前記第4コイルパターン部は、前記第3コイルパターン部と重なっていない部分を有している、請求項8に記載の電流センサ。
  10.  前記第1面は、第1部分と、前記第1部分から離間している第2部分とを有し、
     前記第2面は、前記第1部分に対面する第3部分と、前記第2部分に対面し且つ前記第3部分から離間している第4部分とを有し、
     前記ギャップは、前記第1部分と前記第3部分との間に形成されている第1ギャップ部と、前記第2部分と前記第4部分との間に形成されている第2ギャップ部とを有し、
     前記第1素子は、第1素子部と、前記第1素子部と電気的に直列に接続されている第2素子部とを有し、
     前記第1部分から前記第3部分に向かう方向に見て、前記第1素子部は、前記第1部分および前記第3部分の各々と重なっており、
     前記第2部分から前記第4部分に向かう方向に見て、前記第2素子部は、前記第2部分および前記第4部分の各々と重なっている、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電流センサ。
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